Practica de Laboratorio N_ 01 Fisica III - 2016 Olvg

8/18/2019 Practica de Laboratorio N_ 01 Fisica III - 2016 Olvg

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Manual de Prácticas de Laboratorio de Física III KIT PARA ELECTROSTÁTICA Optaciano ás!ue" #arcía

UNIVERSIDAD NACIONAL“SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”

FACULTAD DE CIENCIASDEPARTAMENTO ACADEMICO DE CIENCIAS

SECCIÓN DE FISICA

PRÁCTICA N° 1. KIT PARA EXPERIMENTOS ELECTROSTATICOS

MSc. OPTACIANO L. VÁSQUEZ GARCÍAHUARAZ - PERÚ

2016


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UNIVERSIDAD NACIONAL FACULTAD DE CIENCIAS“SANTIAGO ANTUNEZ DE MAOLO! DEPARTAMENTO DE CIENCIAS

SECCIÓN DE FISICACURSO" FISICA III

PRACTICA DE LA#ORATORIO N$ 1.

KIT PARA EXPERIMENTOS ELECTROSTATICOS

E%PERIMENTO 1. PRODUCCIÓN DE CARGA ELÉCTRICA POR CONTACTO

I. O#&ETIVOS

1.1 O'()*+,- /))3)

Comprobar experimentalmente la existencia de una de las propiedades de la materia llamada cargaeléctrica.

Conocer las diversas ormas de electri!aci"n

1.2 O'()*+,- )4)c5+c-

Producir dierentes tipos de carga eléctrica mediante el proceso de rotamiento #eriicar la interacci"n electrost$tica entre cargas de igual signo % de signo contrario. Utili!ar el electroscopio como instrumento detector de cargas #eriicar el en"meno de inducci"n electrost$tica por contacto % por conexi"n a tierra

II. MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL

Consideremos un experimento simple en el &ue interviene la atracci"n eléctrica. Una barra de pl$stico se rotacon un tro!o de piel % se suspende de una cuerda &ue puede girar libremente. 'i aproximamos a esta barra( unasegunda barra de pl$stico( rotada también con piel( observamos &ue las barras se repelen entre s) tal como semuestra en la *ig. +,. El mismo resultado se obtiene si repetimos el mismo experimento con dos barras de vidrio&ue an sido rotadas con seda. 'in embargo si utili!amos una barra de pl$stico rotada con piel % una varilla devidrio rotada con seda( observamos &ue las barras se atraen entre s).

Al rotar el pl$stico con piel o el vidrio con seda( estas sustancias se electri!an/ o cargan/. Repitiendo estemismo experimento con diversos tipos de materiales encontramos &ue todos los ob0etos cargados puedenclasiicarse en dos grupos1 a&uellos &ue se cargan como la barra de pl$stico rotada con piel % los &ue se cargancomo la varilla de vidrio cuando se rota con seda. 2en0am)n *ran3lin 4,5+6-,57+8 sugiri" &ue todo cuerpo

posee una cantidad normal/ de electricidad % cuando dos ob0etos se rotan entre s) parte de la electricidad setransiere de un cuerpo acia otro9 as) pues( uno tiene un exceso % el otro un déicit de carga de valor igual. Altipo de carga ad&uirida por una barra de vidrio rotada con un pa:o de seda le llam" carga positiva, lo cualsigniicaba &ue el pa:o de seda ad&uir)a una carga negativa de igual magnitud. Por otro lado al tipo de carga&ue aparec)a en el pl$stico al ser rotado con piel se le llam" carga negativa % la piel ad&uir)a una carga positiva.Como vimos en nuestro experimento( dos ob0etos &ue poseen el mimo tipo de carga( es decir( dos cuerpos ambos

positivos o ambos negativos se repelen entre s)( mientras &ue si transportan cargas opuestas se atraen entre sí.

'e sabe aora &ue cuando el vidrio se rota con un pa:o de seda se transieren electrones del vidrio a la seda % por tanto( ésta ad&uiere un n;mero en exceso de electrones % el vidrio &ueda con un déicit de electrones( 'eg;nla clasiicaci"n de *ran3lin( &ue todav)a tiene vigencia( la seda se carga negativamente( % el vidrio

positivamente.

Aora sabemos &ue la materia est$ ormada por $tomos eléctricamente neutros. Cada $tomo posee un pe&ue:on;cleo &ue contiene protones cargados positivamente % neutrones sin carga % rodeando al n;cleo existe un

APELLIDOS NOM#RES................................ ...................................... . CODIGO............................ FEC7A..........................

FACULTAD.................................. ................. ESCUELAPROFESIONAL......................................... ....... GRUPO.......................

A8O LECTIVO" ...................................SEMESTRE ACADEMICO..................................NOTA................................

DOCENTE............................................................................................................ FIRMA.....................................


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n;mero igual de electrones cargados negativamente. El prot"n % el electr"n son part)culas mu% distintas. As) lamasa del prot"n es aproximadamente ;. >oda carga ? presente en la naturale!a puede escribirse en la orma

.e N Q ±=

4,8

@onde es un n;mero entero % e es la carga del electr"n.

Cuando dos cuerpos est$n en )ntimo contacto( como ocurre al rotarles entre s)( los electrones se transieren deun cuerpo a otro. Un ob0eto &ueda con un n;mero en exceso de electrones % se carga por tanto( negativamente %el otro &ueda con un déicit de electrones &uedando cargado positivamente. @urante este proceso la carga no secrea sino se transiere de un cuerpo a otro. =a carga neta del sistema es cero. Es decir la c/ ) c-),.

4a8 4b8

F+/: 1. a$ %os ob&etos con car'as de si'no opuesto se atraen( b$ %os cuerpos con car'as del )is)o si'no se repelen

III. MATERIALES EQUIPOS.


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F+/: 2 E!uipo utili"ado en la e*periencia+ ,a$ Electroscopio- ,b$ .arilla de .idrio o plástico ,c$ electri"aci/n por 0rota)iento

c? Acer&ue la varilla de vidrio sin rotar al electrodo central del electroscopio. ?ué le sucede a la laminilladel electroscopioF Registre sus observaciones

;? *rotar vigorosamente la varilla de vidrio con la tela de seda % nuevamente acer&ue la varilla de vidrio al

electrodo central del electroscopio como se muestra en la igura Ba ?ué le sucede a las laminillas delelectroscopioF. Registre lo observado.

)? >o&ue el electrodo central del electroscopio con la varilla de vidrio previamente rotada con seda paratranserir la carga. Registre sus observaciones

? Para obtener m$s carga sobre el electroscopio abr$ &ue repetir varias veces el proceso de rotaci"n %transerencia. Registre sus observaciones.

4a8 4b8

Fi'ura1 231 ,a$ arilla car'ada acercándose al electroscopio- ,b$ arilla 0rotada tocando la cabe"a del electroscopio

/? Para descargar el electroscopio to&ue con el dedo el electrodo central.@? Repita los pasos anteriores para los casos en &ue la varilla es de pl$stico 4negro8 % se rota con lana+? Repita el proceso para el caso en &ue la varilla es de acr)lico % se rota con lana.

#. DETERMINACIÓN DEL TIPO DE CARGA QUE TIENE UN CUERPO

a8 *rote vigorosamente la varilla de pl$stico con lana % acer&ue el extremo rotado a la esera met$licacolocada en su soporte aislante como se muestra en la igura +a.

b8 En presencia de la varilla rotada colo&ue su dedo en el lado opuesto de la esera met$lica como semuestra en la igura +b.

c8 @espués de cierto tiempo % en presencia de la varilla cargada retire el dedo de la esera.

d8 Retire la varilla cargada % aora acer&ue la esera acia la cabe!a del electroscopio. ?ué observaF

4b8


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F+/: Ba) Varilla de plástico frotada acercándola a la esfera conductora sin tocarla, (b) En presencia de labarra se coloca el dedo de la mano.

e8 Repita el paso anterior para el caso en &ue la varilla &ue se rota es la varilla de acr)lico con lana.C. ATRACCIÓN O REPULSIÓN ELCTRICA

? *rotar uertemente el extremo de la varilla de pl$stico A de color negro con lana % luego colocarlo en la plataorma giratoria con soporte( como se muestra en la *igura D. Ubicar su centro de gravedad % permitir &ue gire libremente.

F+/: . E!uipo utili"ado para )ostrar la interacci/n el4ctrica.

'? *rotar el extremo de la varilla de pl$stico negro 2 con la tela de seda % luego acercarlo a la varilla de pl$stico A colocada en la plataorma giratoria. G?ué observaF. Registre dicas observaciones(

c? *rotar el extremo de la varilla de vidrio C con la tela de seda % luego acercarlo a la varilla A. ?ueobserva Ud.F. Evite tocar la varilla de vidrio con la de pl$stico mientras gira9 ésta debe ser guiada por la varilla de vidrio.

;? *rotar el extremo de la varilla de acr)lico @ con lana % luego acér&uelo al extremo de la varilla Aevitando tocarla. ?ué sucedeF Registre sus observaciones.

V. CUESTIONARIO

A. P-;:cc+ ;) c/.

D.,. Al acercar la varilla de vidrio sin rotar al electroscopio. ?ué ocurre con las laminillas del electroscopioF?ué implica estoF

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........................................................................................................................................................................

D.


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.........................................................................................................................................................................

#. T+4- ;) c/ :) *+)) : c:)4-.

.1. Al rotar el extremo de la varilla de pl$stico con lana. ?ué tipo de carga ad&uiere la varilla de pl$sticoF

.........................................................................................................................................................................

.2. Al acercar la varilla de pl$stico a la esera met$lica( sin tocarla C"mo es la distribuci"n de cargas sobre laeseraF

........................................................................................................................................................................

.H. Al tocar con el dedo el extremo dereco de la esera. ?ué sucede con la carga de dico ladoF

..

..

.. Al separar el dedo en presencia de la varilla cargada. ?ué tipo de carga ad&uiere la esera conductoraFEn d"nde se ubica dica cargaF

..

..

.. Al repetir el procedimiento con la varilla de acr)lico. ?ué tipo de carga ad&uiere la esera de aceroF

..

..

C. A*cc+ )4:3+ ;) c/.

D.,. Al acercar la varilla 2 a la varilla A( Existe atracci"n o repulsi"nF Por &ué gira la varilla AF

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

D.


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D.D. ?ué sucede cuando toca con la mano la regi"n cargada de la varillaF Expli&ue

.........................................................................................................................................................................

.6.@escriba lo &ue sucede cuando acerca Ud. el extremo rotado de la varilla de vidrio C al extremo de lavarilla de pl$stico de la plataorma.

.J. @escriba lo &ue sucede cuando acerca Ud. el extremo rotado de la varilla de vidrio C al extremo de lavarilla de pl$stico de la plataorma.

.K. Expli&ue por &ué algunas de las combinaciones barra-tela utili!adas en la pr$ctica produceninteracciones m$s intensas &ue otras. Jdea1 use la teor)a at"mica.

....

..

.. Expli&ue por &ué el corro de agua es atra)do por la barra cargadaF

VI. CONCLUSIONES SUGERENCIAS

6.1 CONCLUSIONES

a8 ...................................................................................................................................................................

b8 ...................................................................................................................................................................

c8 ..................................................................................................................................................................


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6.2 SUGERENCIAS

a8 ..................................................................................................................................................................

b8 ...................................................................................................................................................................

E%PERIMENTO 2" INDUCCIÓN ELECTROSTÁTICA.

I. O#&ETIVOS

1.1 O'()*+,- /))3)

Conocer las diversas ormas de electri!aci"n

1.2 O'()*+,- )4)c5+c-

Producir dierentes tipos de carga eléctrica por contacto e inducci"n electrost$tica #eriicar el en"meno de inducci"n electrost$tica mediante la conexi"n a tierra

Construir un electr"oro % usarlo en la obtenci"n de carga por inducci"n electrost$tica Utili!ar el electroscopio en la detecci"n de cargas por inducci"n electrost$tica

II. MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL

Existe un método simple % pr$ctico de cargar un conductor aprovecando el movimiento de los electrones libresen un metal. Como se indica en la *igura, tenemos dos eseras met$licas sin cargar en contacto. Al acercar auna de las eseras una barra cargada negativamente( los electrones libres de una esera lu%en de una esera a laotra. 'i la barra est$ cargada negativamente( repele a los electrones cargados negativamente % la esera m$sale0ada a la barra ad&uiere electrones de la otra. =a esera m$s pr"xima ad&uiere carga positiva % la m$s ale0adacarga negativa 4*ig. ,b8. 'i las eseras se separan antes de retirar la varilla 4*ig. ,c8( &uedar$n con cargas iguales% opuestas 4*ig. ,d8. Un resultado seme0ante se obtiene con una barra cargada positivamente( la cual ace &uelos electrones pasen de la esera m$s ale0ada a la &ue est$ m$s pr"xima. Este proceso se llama inducci/nelectrostática o car'a por inducci/n.

F+/: 1.Car'a por inducci/n1 a$ Es0eras en contacto cerca de una barra car'ada positi.a)ente1 b$ es0eras separadas en presencia de la .arilla car'ada1 c$ Al !uitar la barra las es0eras !uedan car'adas con car'as i'uales 5 opuestas

Por otro lado nuestro planeta tierra se constitu%e en un conductor &ue para mucos prop"sitos puedeconsiderarse como un cuerpo cargado negativamente ininitamente grande. Cu$ndo un conductor se pone encontacto con la tierra se dice est$ c-)c*;- *+). Esto se representa es&uem$ticamente mediante un cablede conducci"n &ue termina en unas pe&ue:as l)neas ori!ontales como se indica en la *igura


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F+/: 2 Electri"aci/n por inducci/n utili"ando cone*i/n a tierra1 ,a$ Es0era )etálica inicial)ente descar'ada( ,b$acerca)iento de la barra inductora 6acia la es0era para producir la polari"aci/n( ,c$ Cone*i/n de la es0eracon la tierra )ediante un 6ilo conductor ,los electrones .ia&an a tierra$( ,d$ retiro de la cone*i/n a tierra en presencia del inductor- ,e$ Es0era conductora car'ada positi.a)ente1

Es posible usar a la tierra para cargar un conductor por inducci"n electrost$tica. En la *igura,a se muestra unaesera conductora descargada( en la igura


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4d8 4e8 48

Fi'ura1 31 Es!ue)a de electri"aci/n por inducci/n

@? Existe otra orma como demostrar &ue la l$mina de aluminio se carga. Al colocar la placa met$lica sobre lasupericie cargada se induce carga de signo contrario en la parte de la placa m$s pr"xima a la supericie( concarga del mismo signo en la parte superior. 'i con la a%uda de un conductor( la parte superior de la placa sedescarga( &ueda una carga neta sobre la placa de signo contrario al de la supericie. Esta carga se puede

transportar si la placa est$ dotada de un mango aislante 4véase la igura +8

F+/. 0. ,a$ Car'ando el electr/0oro de olta ,b$ Mostrando !ue la placa )etálica está car'ada

V. CUESTIONARIO

.,. Expli&ue el proceso )sico por el cual se carga la placa met$lica circular de aluminio.

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

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.....................................................................................................................................................................

D.


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D.B. Expli&ue por &ué relampaguea el tubo de ne"n al ponerlo en contacto con la supericie de la placa met$lica.

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

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D.. C"mo debe ser la distribuci"n de carga en un conductor aislado puntiagudoF.

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.10. @escriba el uncionamiento del electr"oro de #olta..

.

.11. Utili!ando materiales caseros podr)a construir un electr"oro de #oltaF. Expli&ue detenidamente.

..

..

..

..

..


6.1 CONCLUSIONES

,. ........................................................................................................................................................


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E%PERIMENTO H" MÁQUINA DE IMS7URST.

1. O#&ETIVOS

1.1 O'()*+,- /))3)

*amiliari!arse con el mane0o de la K$&uina de Limsurst

1.2 O'()*+,- )4)c5+c-

Kostrar experimentalmente las l)neas de campo eléctrico. #eriicar experimentalmente las dierentes interacciones electrost$ticas. #eriicar el poder de las puntas

II. MARCO TEORICO CONCEPTUAL

2.1 M=:+ ;) +oepler 4,M6D8( % N. Robert #oss 4,MM+8. =as m$&uinas m$s antiguasson menos eicientes % exiben una tendencia imprevisible a cambiar de polaridad. =a m$&uina de Limsurst notiene este deecto.

En una m$&uina Limsurst( los dos discos de aislamiento % sus sectores de metal giran en direccionesopuestas &ue pasan por las barras neutrali!adoras cru!adas de metal % por sus pinceles. Un dese&uilibrio decargas es inducido( ampliicado % almacenado por dos pares de peines de metal con los puntos situados cerca dela supericie de cada disco. Estos colectores se montan sobre un soporte aislante % conectado a una salidaterminal. =a retroalimentaci"n positiva( aumenta la acumulaci"n de cargas en orma exponencial asta &ue la

tensi"n de ruptura dieléctrica del aire alcan!a una cispa.


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=a m$&uina est$ lista para comen!ar( lo &ue signiica &ue la energ)a eléctrica externa no es necesaria para crear una carga inicial. 'in embargo( se re&uiere energ)a mec$nica para tornar los discos en contra el campoeléctrico( % es esta energ)a &ue la m$&uina convierte en energ)a eléctrica. =a salida de la m$&uina de Limsurstes esencialmente una corriente constante %a &ue es proporcional al $rea cubierta por el metal % los sectores a lavelocidad de rotaci"n. El aislamiento % el tama:o de la m$&uina determinan la salida de volta0e m$xima &ue se

puede alcan!ar. =a cispa de energ)a acumulada se puede aumentar mediante la adici"n de un par de rascos=e%den( un tipo de condensador adecuado para la alta tensi"n( con los rascos en el interior de las placasconectados en orma independiente a cada una de las terminales de salida % conectados con las placas exterioresentre s). Una m$&uina Limsurst puede producir ra%os &ue son aproximadamente un tercio del di$metro deldisco de longitud % varias decenas de microamperios.

2.H P*) ;) 3


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31>1 P4ndulos de tecnoport 3131 Má!uina de 7i)s6urst- )odelo 98=3821311;1 Electroscopio31=1 ?arras de acetato 5 .inilito 5 .idrio

31@1 %os plu)eros electrostáticos31 Cables de cone*i/n

F+/: 2. E!uipo de electrostática 9:;


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4a8 4b8 4c8 4d8

F+/: H. I)a'en tridi)ensional de las líneas de ca)po el4ctrico de cuerpos car'ados1

E4)+


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F+/: . P4ndulo doble instalado a la Má!uina de 7i)s6urst

E4)+


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E4)+


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F+/: . E!uipo utili"ada para .eri0icar el poder de las puntas

d. Hacer penetrar en el interior de la cubierta el umo de un cigarrillo o de una vela de umo(e. Poner en uncionamiento la m$&uina de imsurst % aumentar lentamente la cantidad de carga

suministrada( asta &ue el umo se asiente en el ondo. Repetir el procesog. =os electrodos de punta cargan las part)culas de umo( estas cocan entre s) % caen sobre el tablero de base

&ue tiene la misma carga.

E4)+


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...........................................................................................................................................................................

D.B. @escriba el uncionamiento de la K$&uina de Limsurst( .............................................................................................................................................

.............................

............................................................................................................................................................................

E4)+


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D.,


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D.


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1.1 O'()*+,- /))3)

Comprender el uncionamiento del Ienerador de #an de Iraa

1.2 O'()*+,- )4)c5+c-

Sbservar % anali!ar la presencia de cargas aciendo uso del Ienerador de #an de Iraa Kostrar experimentalmente la atracci"n % repulsi"n electrost$tica Kostrar experimentalmente la descarga corona #eriicar el poder de las puntas


El /));- ;) V ;) G es una m$&uina electrost$tica &ue utili!a una cinta m"vil para acumular grandes cantidades de carga eléctrica en el interior de una esera met$lica ueca. =as dierencias de potencial as)alcan!adas en un generador de #an de Iraa moderno pueden llegar a alcan!ar los cinco mega voltios. =asdierentes aplicaciones de esta m$&uina inclu%en la producci"n de ra%os ( esterili!aci"n de alimentos %

experimentos de )sica de part)culas % )sica nuclear .

En ,7


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B.


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Cogiendo la parte aislante de la esera de prueba( acer&ue lentamente % con cuidado ésta acia el domoesérico del Ienerador. @ependiendo de las condiciones de umedad Ud. deber)a observar una grandescarga de color a!ul brillante 4ra%o88 cuando acerca la esera de prueba al Ienerador. Cuando se

produce la cispa también debe o)r un cru0ido uerte. Esto demuestra una descarga eléctrica de un ra%o&ue va acompa:ado de un destello brillante % el sonido uerte.

Remplace la esera de prueba por otra de ma%or di$metro % repita el paso anterior. Registre susobservaciones Compare lo observado con lo &ue muestra la igura Bc. Una ve! terminado ésta parte del experimento apague el generador % proceda a descargarlo poniendo

en contacto la esera de prueba con la del Ienerador.

4a8 4b8 4c8

Fi'ura 3 ,a$ Instalaci/n del e!uipo para .isuali"ar la descar'a corona( ,b$ descar'a corona

.H. C


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.. C


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F+/: 6. Instalaci/n del e!uipo para obser.ar el .iento el4ctrico usando el 'enerador de an de #ra00 Encienda el generador % espere unos minutos asta &ue se cargue. Acer&ue la palma de la mano acia la punta del electrodo sin tocarlo. ?ué sensaci"n experimentaF

@escriba detalladamente lo experimentado Aora encienda una vela % observe la ubicaci"n de la lama de ésta.

Acer&ue lentamente la vela encendida en la cercan)a del ob0eto agu!ado sin tocarlo. ?ué observaF@escriba lo observado Usando un cable de conexi"n conecte el electrodo agu!ado a uno de los electrodos de la m$&uina de

Limsurst como se muestra en la igura 5. 'e podr)a observar también el viento eléctricoF

F+/: J. Instalaci/n del e!uipo para obser.ar el .iento el4ctrico usando la )á!uina de 7i)s6urst

.6. P;:3- )3c*+c-

Con el generador de #an de Iraa apagado( instale el péndulo como se muestra en la igura M. Encienda el generador % espere unos minutos asta &ue se cargue. Acer&ue lentamente el soporte universal con el péndulo el Ienerador de #an de Iraa @ebido a la cantidad de carga positiva &ue se acumula en el exterior de la cabe!a del generador( la

esera del péndulo ser$ atra)da acia el generador. Una ve! en contacto parte de la carga positiva delgenerador se transiere a la esera del péndulo( &uedando ésta ;ltima cargada positivamente % aora se

produce una repulsi"n eléctrica( repulsi"n &ue uer!a a la esera pendular a ubicarse lo m$s le0os posible( produciéndose las oscilaciones pendulares.


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F+/: K. Instalaci/n del 'enerador an de 'raa00 para obser.ar el p4ndulo el4ctrico

.J. L5) ;) c


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D., Expli&ue lo &ue sucede cuando la bola de prueba se le acerca 4ale0a8 del electrodo central. ?ué sucedecuando la bola de prueba es puesta en contacto con el electrodo central del electroscopioF

..........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

D.


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.1J. El radio del casco esérico del Ienerador #an de Ira es de !" cm( determine. Cu$nta carga puede producir sin provocar la ruptura eléctrica en el aireF

...........................................................................................................................................................................

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.1K. El electrodo conductor esérico de un generador #an de Iraa est$ cargado asta un potencial de+(,M.,+6 #. Halle el radio m)nimo &ue debe tener el cascar"n esérico para &ue no ocurra la rupturadieléctrica del aire.

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.1. Expli&ue el poder de las puntas % por &ué no debemos colocarnos ba0o un $rbol grande si estamos en mediode una tormenta eléctrica. Para esto leer sobre los experimentos de 2en0am)n *ran3lin

.20. @escriba detalladamente el uncionamiento del péndulo eléctrico

.21. Sbtuvo las l)neas de campo eléctrico usando el generador( el aceite % las part)culas de an)sF ?ué ormaten)an éstas

.22. Expli&ue por&ué el cuerpo umano es un buen conductor

.


6.1. CONCLUSIONES

a. ........................................................................................................................................................

b. .......................................................................................................................................................

c. ........................................................................................................................................................

6.2. SUGERENCIAS

a8 .......................................................................................................................................................


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b8 ...

E%PERIMENTO " LA JAULA DE FARADAY

I" O#&ETIVOS

1.1 O'()*+,- /))3)

*amiliari!arse con el uncionamiento de la Naula de *arada%

1.2 O'()*+,- )4)c5+c-

Kostrar el blinda0e electrost$tico usando la Naula de *arada% #eriicar &ue la carga en un conductor cargado reside en la supericie. Jnternali!ar en el estudiante la importancia de los en"menos electrost$ticos


'e conoce como (:3 ;) F; el eecto por el cual el campo electromagnético en el interior de unconductor en e&uilibrio es nulo( anulando el eecto de los campos externos. Esto se debe a &ue( cuando elconductor est$ su0eto a un campo electromagnético externo( se polari!a( de manera &ue &ueda cargado

positivamente en la direcci"n en &ue va el campo electromagnético( % cargado negativamente en el sentidocontrario. Puesto &ue el conductor se a polari!ado( este genera un campo eléctrico igual en magnitud peroopuesto en sentido al campo electromagnético( luego la suma de ambos campos dentro del conductor ser$ iguala cero

Cuando se coloca una carga neta en un conductor( la carga se distribu%e sobre la supericie de manera &ue elcampo eléctrico en el interior es cero. Para mostrar lo mencionado puede reali!arse el siguiente experimento.Jntrodu!ca. Una pe&ue:a bola met$lica cargada positivamente( la cual cuelga de un ilo de seda dentro de unconductor ueco sin carga a través de un pe&ue:o oriicio como se ve en la *ig.,a(. El conductor ueco est$aislado de la tierra. =a bola cargada induce una carga negativa en la pared interna del conductor( de0ando unacarga igual pero positiva en la supericie exterior 4*ig. ,b8. =a presencia de las cargas positivas en la pared


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exterior se indican por la delexi"n del electr"metro. =a delexi"n del electr"metro no cambia cuando la bolatoca la supericie interior del conductor ueco 4*ig. ,c8. Cuando la bola se extrae la lectura del electr"metro nocambia % la bola se encuentra descargada 4*ig.,d8. Esto muestra &ue la carga transerida al conductor ueco seencuentra sobre la supericie exterior. 'i aora se introduce una pe&ue:a bola met$lica cargada en el centro delconductor ueco cargado( la bola met$lica no ser$ atra)da por el conductor ueco. *inalmente si la bola pe&ue:acargada se coloca uera de la supericie exterior del cascar"n( la bola ser$ repelida por el conductor indicando&ue el campo uera del conductor ueco es dierente de cero. A este experimento se denomina blinda0eelectrost$tico.

Fi'ura 81 %e)ostraci/n e*peri)ental !ue )uestra !ue cual!uier car'a trans0erida a un conductor reside en su

super0icie en e!uilibrio electrostático1

En nuestro experimento para demostrar lo antes mencionado se utili!ar$ la Naula e *arada%

III. MATERIALES EQUIPOS

H.1. @os plumeros electrost$ticos.H.2. Una 0aula de *arada%H.H. Una base con soporte para colocar la 0aula de *arada%H.. Una m$&uina de Limsurst o un generador #an de IraaH.. Un electroscopioH.6. Cables de conexi"n

IV. METODOLOGÍA

. Jnstale el e&uipo como se muestra en la *ig.1 Instalaci/n del e!uipo para )ostrar el blinda&e electrostático

08 Acer&ue la 0aula acia el acelerador a una distancia pe&ue:a como se muestra en la *ig. B.38 Encienda el acelerador % observe la descarga corona &ue aparece.


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1


Fi'ura 31 El 'enerador de an de #raa00 produce descar'as espectaculares sobre la &aula de ala)bre conectada a tierra1

l8 Con el alambre en orma de malla constru%a el dispositivo mostrado en la igura a.

Fi'ura ;1 ,a$ .ersi/n sencilla de la &aula de Farada5- ,b$ Radio portátil en el interior de una &aula de Farada51

m8 >ome una radio pe&ue:a % enciéndalo sintoni!ando una determinada emisora. Aora inserte dica radioen el interior de la malla cil)ndrica como se muestra en la igura b. ?ué observaF

V. CUESTIONARIO

D.,. Expli&ue lo &ue le sucede a los plumeros cuando la 0aula de *arada% est$ conectado con la m$&uina deLimsurst en uncionamiento.....................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

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D.


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1


..........................................................................................................................................................................D.D. Rempla!a el plumero exterior por un electr"metro ?ué observaciones obtiene8

...........................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................

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D.6. Expli&ue el comportamiento del péndulo eléctrico en el interior de la 0aula mostrado en la igura( cuando seacerca al generador de #an de Iraa mostrado en la igura +,. Y lo &ue ocurre en la igura +<

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............................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................

D.5. Expli&ue por&ué la radio port$til en el interior de la 0aula de *arada% no unciona correctamente

...........................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................D.M. Expli&ue el mal uncionamiento de los teléonos m"viles en el interior de ascensores o ediicios con

estructura de re0illa de acero

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......................................................................................................................................................................

D.7. Jndi&ue otras aplicaciones eléctricas % electr"nicas del eecto 0aula de *arada%......................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................


6.1. CONCLUSIONES

b. ...........................................................................................................................................................

c. ..........................................................................................................................................................


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B. ..........................................................................................................................................................

6.2. SUGERENCIAS

,. .......................................................................................................................................................

Documents

Practica de Laboratorio N_ 01 Fisica III - 2016 Olvg