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1 INFORME FISIK3

Date post:17-Jan-2016
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laboratorio de fisica 3
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CARGAS ELECTRICAS Y CUESPOS ELECTRIZADOSUNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS(Universidad del Per, DECANA DE AMERICA)

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSUniversidad del Per, DECANA DE AMERICA

FACULTAD DE CIENCIAS FISICASLABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO INTEGRANTES:ALVARADO HUANCA, MANUEL AUGUSTO [13070026]CAYCHO QUIONES, JOS ANTONIO [13070031]GONZALES CARAMANTIN, CARLOS JHOZIMAR [13070098]TERREROS ROCHA, ANIBAL PERFECTO [13070202] PROFESOR:NI LA MENOR PA IDEA! EXPERIMENTO: 1, CARGAS ELECTRICAS Y CUERPOS ELECTRIZADOS HORARIO:VIERNES 4:00-6:00 P. M

Ciudad universitaria, septiembre 2014OBJETIVOS Comprobar experimentalmente la existencia de una de las propiedades de la materia llamada carga elctrica. Experimentar con la electrificacin de los cuerpos mediante los diversos procesos. Verificar la interaccin electrosttica entre cargas de igual signo y de signos opuestos. Conocer el funcionamiento y los principios fsicos de un generador electrosttico-mquina de Wimshurst y la mquina de Van de Graff.MATERIALESMARCO TEORICOCarga elctrica. La carga elctrica es un atributo de las partculas elementales que la poseen. Caracterizado por la fuerza electrosttica que entre ellas se ejerce. Dicha fuerza es atractiva si las cargas respectivas son de signo contrario, y repulsiva si son del mismo signoPrincipio de conservacin de la carga. En concordancia con los resultados experimentales, el principio de conservacin de la carga establece que no hay destruccin ni creacin neta de carga elctrica, y afirma que en todo proceso electromagntico la carga total de un sistema aislado se conserva. En un proceso de electrizacin, el nmero total de protones y electrones no se altera y slo hay una separacin de las cargas elctricas. Por tanto, no hay destruccin ni creacin de carga elctrica, es decir, la carga total se conserva. Pueden aparecer cargas elctricas donde antes no haba, pero siempre lo harn de modo que la carga total del sistema permanezca constante. Adems esta conservacin es local, ocurre en cualquier regin del espacio por pequea que sea. Cuantificacin de carga elctrica. En fsica, un cuanto o cuantio (del latn Quantum, plural Quanta). Max Plank, 1900, dijo que la luz siempre viaja en pequeos paquetes llamados "quata". Denotaba en la fsica cuntica primitiva tanto el valor mnimo que puede tomar una determinada magnitud en un sistema fsico, como la mnima variacin posible de este parmetro al pasar de un estado discreto a otro. Se hablaba de que una determinada magnitud estaba cuantizada segn el valor de cunto. O sea que cuanto es una proporcin hecha por la magnitud dada. Un ejemplo del modo en que algunas cantidades relevantes de un sistema fsico estn cuantizadas lo encontramos en el caso de la carga elctrica de un cuerpo, que slo puede tomar un valor que sea un mltiplo entero de la carga del electrn. En la moderna teora cuntica aunque se sigue hablando de cubanizacin el trmino cuanto ha cado en desuso. El hecho de que las magnitudes estn cuantizadas se considera ahora un hecho secundario y menos definitorio de las caractersticas esenciales de la teora.Existen dos tipos de cargas elctricas. Se comprueba experimentalmente que cuerpos con cargas elctricas de igual tipo se repelen, mientras que los de tipo distinto carga se atraen. Los dos tipos de cargas elctricas existentes son denominados cargas positivas y cargas negativas. A un cuerpo que no est cargado elctricamente se le denomina cuerpo electrostticamente neutro, en este caso decimos que tiene igual nmero de cargas de ambos tipos.

GENERADOR ELECTROSTATICO: MAQUINA DE WIMSHURST.La mquina de Wimshurst es un generador electrosttico de alto voltaje desarrollado entre 1880 y 1883 por el inventor britnico James Wimshurst (1832 - 1903). El generador electrosttico sirve para generar altas tensiones constantes, nos son peligrosas al contacto.FUNCIONAMIENTO:Durante el servicio, una carga inicialmente pequea se incrementa constantemente, por medio del proceso conocido como influencia elctrica, hasta que se alcanza la mxima tensin de servicio. Esta se ve limitada por descargas de chispa, toma de corriente y fallos de aislamiento. Para facilitar la explicacin del funcionamiento del generador electrosttico, en lugar de los discos, imaginemos que se tienen dos cilindros huecos (VER FIG. 01), que rotan en sentido opuesto alrededor de un eje comn. Luego de que la hoja B1 adquiera una carga elctrica positiva, tras el frotamiento con el pincel P2, este pasa sucesivamente a las posiciones B2 y B3. En la posicin B3 se encuentra frente a la hoja Al, la cual est puesta a tierra por medio del pincel Pl, por lo que su carga de influencia es negativa. Al mantiene esta carga negativa cuando, debido al movimiento de giro, pasa ocupar las posiciones A2 y A3. En la posicin A3 ejerce como influencia una carga positiva sobre la hoja de estao BI, la cual se encuentra ahora enfrente. Este proceso se repite constantemente, lo cual conduce a un incremento progresivo de la carga sobre las placas de estao. Al continuar el movimiento, todas las hojas B, con carga positiva, llegan hasta la escobilla S1, y a las hojas A, con carga negativa, a la escobilla S2, en donde entregan sus cargas a los electrodos con las esferas conductoras Kl y K2. Al continuar el movimiento giratorio, se producen los mismos acontecimientos con la diferencia de qu, ahora, la hoja de estao A que pasa frente a P1* tiene carga positiva, y la hoja B que pasa frente a P2* es negativa, las tensiones as generadas crecen de acuerdo con el dimetro de los discos. En realidad, los procesos que aqu se han descrito paso a paso ocurren simultneamente.Bajo los pinceles, las cargas positivas o negativas de las hojas de estao del disco 2 ejercen una influencia sobre las del disco 1. Y sta, por otra parte, influencia las cargas de las hojas de estao del disco 2, cuando stas pasan por el pincel que se encuentra enfrente. Las cargas son entonces absorbidas por las escobillas y se conducen, para su descarga, a las barras de electrodos o las botellas de Leyden por medio de las esferas conductoras. La longitud de las chispas depende del dimetro del disco.

GENERADOR ELECTROSTTICO; MQUINA DE VAN DE GRAAFF: El generador de Van de Graaff, GVG, es un aparato utilizado para crear grandes voltajes. En realidad es un electrforo de funcionamiento continuo. Se basa en los fenmenos de electrizacin por contacto y en la induccin de carga. Este efecto es creado por un campo intenso y se asocia a la alta densidad de carga en las puntas. El primer generador electrosttico fue construido por Robert Jemison Van de Graaff en el ao 1931 y desde entonces no sufri modificaciones sustanciales. Existen dos modelos bsicos de generador: a) El que origina la ionizacin del aire situado en su parte inferior, frente a la correa, con un generador externo de voltaje (un aparato diferente conectado a la red elctrica y que crea un gran voltaje) b) El que se basa en el efecto de electrizacin por contacto. En este modelo el motor externo slo se emplea para mover la correa y la electrizacin se produce por contacto. Podemos moverlo a mano con una manivela y funciona igual que con el motor. En los dos modelos las cargas creadas se depositan sobre la correa y son transportadas hasta la parte interna de la cpula donde, por efecto Faraday, se desplazan hasta la parte externa de la esfera que puede seguir ganando ms y ms hasta conseguir una gran carga.Consta de: 1.- Una esfera metlica hueca en la parte superior. 2.- Una columna aislante de apoyo que no se ve en el diseo de la izquierda, pero que es necesaria para soportar el montaje. 3.- Dos rodillos de diferentes materiales: el superior, que gira libre arrastrado por la correa y el inferior movido por un motor conectado a su eje. 4.- Dos peines metlicos (superior e inferior) para ionizar el aire. El inferior est conectado a tierra y el superior al interior de la esfera. 5.- Una correa transportadora de material aislante (el ser de color claro indica que no lleva componentes de carbono que la haran conductora). 6.- Un motor elctrico montado sobre una base aislante cuyo eje tambin es el eje del cilindro inferior. En lugar del motor se puede poner un engranaje con manivela para mover todo a mano. Funcionamiento: Una correa transporta la carga elctrica que se forma en la ionizacin del aire por el efecto de las puntas del peine inferior y la deja en la parte interna de la esfera superior.El intenso campo elctrico que se establece entre el rodillo y las puntas del peine situadas a unos milmetros de la banda, ioniza el aire. Los electrones del peine no abandonan el metal pero el fuerte campo creado arranca electrones al aire convirtindolo en plasma conductor -efecto Corona- y al ser repelido por las puntas se convierte en viento elctrico negativo. Parte superior:Las puntas del peine se vuelven positivas y las cargas negativas se van hacia el interior de la esfera.Un generador de Van de Graaff no funciona en el vaco. La eficacia depende de los materiales de los rodillos y de la correa. El generador puede lograr una carga ms alta de la esfera si el rodillo superior se carga negativamente e induce en el peine cargas positivas que crean un fuerte campo frente a l y contribuyen a que las cargas negativas se vayan hacia la parte interna de la esfera. El efecto es que las partculas de aire cargadas negativamente se van al peine y le ceden el electrn que pasa al interior de la esfera metlica de la cpula que adquiere carga negativa. Por el efecto Faraday (que explica por qu se carga tan bien una esfera hueca) toda la carga pasa a la esfera y se repele situndose en la cara externa. Gracias a esto la esfera sigue cargndose hasta adquirir un gran potencial y la carga pasa del peine al interior.

PROCEDIMIENTOUbique en la mesa de trabajo en la posicin ms adecuada la Maquina de Wi

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