Informe de Fisica II- kid para experimentos electrostaticos

5/21/2018 Informe de Fisica II- kid para experimentos electrostaticos

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UNIVERSIDAD NACIONAL

SANTIAGO ANTNEZ DE MAYOLO

FACULTAD DE CIENCIAS

ESCUELA PROFECIONAL DE INGERNIERIA DE SISTEMAS E INFORMTICA

PRCTICA DE LABORATORIO N 01

KID PARA EXPERIMENTOS ELECTROSTATICOS

ASIGNATURA : FSICA II

DOCENTE : CHANDUCAS TANTALEAN HEBER ELCANO

AO Y SEMESTRE: 2014-I

ALUMNO : PAUCAR MELGAREJO, Rofelio

HUARAZ 2014


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UNIVERSIDAD NACIONAL Santiago Antnez de MayoloF.CIng. De Sistemas e Inf.

KID PARA EXPERIMENTOS ELECTROSTTICOS 2

PRCTICA DE LABORATORIO N 01

KIT PARA EXPERIMENTOS ELECTROSTATICOS

EXPERIMENTO 01: Produccin de carga elctrica por contacto.

I. OBJETIVOS.

1.1. Producir cargas elctricas sobre los materiales (varillas) por elmtodo de frotamiento.

1.2. Hacer un estudio y mostrar los efectos que producen los cuerposcargados elctricamente.

II. FUNDAMENTO TEORICO.

Una manifestacin habitual de la electricidad es la fuerza de atraccin o

de repulsin entre dos cuerpos estacionarios, de acuerdo con el principiode accin y reaccin, ejercen la misma fuerza elctrica uno sobre otro,

con diferentes cargas q1 y q2 .

As considerando un experimento en donde intervienen una barra de

plstico que es forrado con un trozo de piel y prosiguiendo el

experimento se suspende de una cuerda que puede girar libremente. Si

luego aproximamos a esta barra, una segunda barra de plstico, frotada

tambin con la piel, observamos que las dos barras se repelen. De

acuerdo a este experimento si proseguimos con los mismos pasos, pero

con dos barras de vidrio los resultados que obtenemos son congruentesal experimento anterior; sin embargo si utilizamos una barra de plstico

frotada con la piel y una varilla de vidrio, y lo hacemos el mismo

procedimiento, observamos que las barras se atraen.

Entonces observado este fenmeno decimos que al frotar la varilla de

plstico o de vidrio con una seda, estas sustancias se electrizan o se

cargan. Por consiguiente el tipo de carga que adquiere la varilla de vidrio

frotada con la seda es positiva, lo cual significa que el pao de seda

adquiere una carga negativa de igual magnitud. De manera que la barra

transfiere una cantidad n de electrones a la seda y que da cargada


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positivamente, pero durante este proceso la carga no se crea sino se

transfiere de un cuerpo a otro, es decir la carga se conserva.

III. MATERIALES Y EQUIPOS.

3.1. Una varilla de vidrio

3.2. Dos varillas de plstico

3.3. Un trozo de seda

3.4. Una plataforma con soporte

IV. METODOLOGIA O PROCEDIMIENTO.

4.1. PRODUCCION DE CARGA POSITIVA Y NEGATIVA

4.1.1. Limpiar las superficies de la varilla de vidrio y el electroscopio

4.1.2. Disponga el equipo tal como se muestra en la figura.

El Electroscopio


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4.1.3. Acerque la varilla de vidrio sin frotar el electrodo central delelectroscopio.

4.1.4. Ahora presionando fuerte y en una sola direccin, frote lavarilla de vidrio con la tela de seda y nuevamente acerque la

varilla de vidrio al electrodo central del electroscopio.

4.1.5. Toque el electrodo central del electroscopio con la varilla devidrio previamente cortada con seda para transferir la carga.

Ceda y el algodn

4.1.6. Para obtener ms cargas sobre el electroscopio habr querepetir varias veces el proceso de frotacin y transferencia.

Registre sus observaciones. Para descargar el electroscopio

toque con un dedo el electrodo central.

4.1.7. Repite los pasos anteriores para los casos en que la varilla esde plstico (negro) y se frota con seda.

4.1.8. Repita el proceso para el caso en que la varilla es de acrlicoy se frota con seda.

4.2. DETERMINACION DEL TIPO DE CARGA QUE TIENE UNCUERPO

4.2.1. Se toma como carga positiva aquella que aparece en el vidriocuando esta es frotada con seda.


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Cuerpo cargado positivamente

4.2.2. Se frota vigorosamente la varilla de plstico con la tela deseda gruesa y se le acerca sin tocar la esfera del electrodo

del electroscopio. En caso de que las laminillas del

electroscopio se abriesen ms, la varilla de plstico tendr

carga del mismo signo que la del electroscopio. En caso

contrario la varilla tendr signo opuesto.

4.2.3. Repita el paso anterior para el caso en que la varilla que sefrota es de acrlico con lanilla.

4.3. ATRACCION Y/O REPULSION ELECTRICA

4.3.1. Friccionar fuertemente la varilla de plstico de color negro A

con la tela de seda y luego colocarlo en la plataforma giratoriacon soporte, como se muestra en la figura.

4.3.2. Friccionar la varilla de plstico negro B con la tela de seda yluego acercarlo a la varilla de plstico colocada en la

plataforma giratoria. Hacer girar la varilla Aen varias vueltas.

4.3.3. Friccionar la varilla de vidrio C con la tela de seda y luegoacercarlos a la varilla A haciendo girar varias vueltas. Evitetocar la varilla de vidrio con la de plstico mientras se gira.

4.3.4. Friccionar la varilla de acrlico con la tela de seda y luegoacrquelo a la varilla A hacindolo girar varias vueltas,evitando tocarla.


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4.3.5. Repita el experimento para varias combinaciones de lasvarillas.

V. CALCULOS Y RESULTADOS.

5.1. Al acercar la varilla de vidrio sin frotar al electroscopio. Quocurre con las laminillas del electroscopio? Qu implica esto?

Las laminillas no tienen ningn movimiento, donde esto implica

debido a que la varilla de vidrio no est cargado es decir que se

mantiene en neutro.

5.2. Al acercar la varilla de vidrio previamente frotada con seda alelectroscopio sin tocarlo. Qu ocurre con las laminillas del

electroscopio? Ha adquirido alguna propiedad la varilla de

vidrio?Las laminillas tienen un movimiento, en donde se separan

formando un ngulo y la propiedad de la varilla de vidrio al

frotarse con la seda pierde electrones de manera que se carga

positivamente.

5.3. Qu sucede con las laminillas del electroscopio cuando Ud.Toca la esfera central?

Las laminillas del electroscopio vuelven a su estado inicial es

decir formando un ngulo de separacin cero, esto es debido a

que al tocar el centro de la esfera del electroscopio con nuestro

dedo se descarga con la direccin hacia la tierra a travs de

nuestro cuerpo de esa manera queda neutralizada.

5.4. Si Ud. Remplazo la varilla de vidrio por una de plstico o una deacrlico previamente frotada. Cules fueron sus observaciones?

El ngulo de separacin entre las laminillas disminuye, donde la

varilla de plstico al ser frotado por la seda pierde sus protones y

queda cargada negativamente o sea gana electrones.


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Tipo de carga que tiene un cuerpo.

5.5. Tomando como referencia la carga del vidrio cuando se frota conseda. Qu tipo de carga adquiere la varilla de vidrio cuando se

frota con seda?

La varilla de vidrio inicialmente es neutra, sin embargo al ser

frotada con la seda adquiere una carga positiva (gana protones).

5.6. Qu tipo de carga tiene la varilla de acrlico?

La varilla de acrlico al ser frotada con la seda adquiere una carga

negativa (gana electrones).

Materiales en contacto Tipo de carga obtenido por elacrlico

Acrlico frotado con lana PositivoAcrlico frotado con seda Negativo

Acrlico frotado con terno Positivo

Acrlico frotado con franela Positivo

Atraccin y/o repulsin de cargas.

5.7. Al acercar la varilla B a la varilla A, existe atraccin o repulsin?Por qu gira la varilla A?

Existe una repulsin porque ambas varillas al ser frotadas con la

seda ganan electrones, es decir se cargan negativamente y por la

ley de electrosttica las cargas de igual signo se repelan;

entonces decimos que la varilla Agira por la accin de la fuerzade accin.

5.8. girara la varilla A descargada al acercrsele la varilla Bcargada? Por qu?

No, porque la carga de la varilla Aestar en neutro y la varilla Bestar cargada negativamente, donde en esta accin no sucede

ningn efecto.

5.9. Qu sucede si se toca la varilla A cargada con la varilla Btambin cargada? Explique el fenmeno.

El fenmeno observado es que la dos varillas estn cargadas con

cargas iguales, por ello las varillas se repelen (se separan las

varillas).


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5.10. Responda a las preguntas anteriores si se usa las varillasA,C, D.

Existen repulsin entre las varillas A yD, si gira.Existe atraccin entre las varillas A yC, si gira.

Existe atraccin entre las varillas C yD, si gira.

5.11. Qu sucede cuando toca con la mano la regin cargada dela varilla?Explique.

La varilla se descarga ya que el hombre es un perfecto conductor

y se descarga con la direccin hacia la tierra.

VI. CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS.

6.1. CONCLUSIONES.

6.1.1. En las electrizaciones por frotamiento, la carga que seobtiene es directamente proporcional al nmero de

electrones que se encuentra en su ltima capa de

distribucin elctrica.

6.1.2. Se demostr experimentalmente que la teora observadaen la clase se cumple fsicamente.

6.1.3. Se demostr experimentalmente que las cargas de signo

opuesto se atraen y las cargas de signos opuestos serepelan.

6.2. SUGERENCIAS.

6.2.1. Tomar nota de todas las observaciones en la hoja delaboratorio para una ayuda posterior al experimento.

6.2.2. Manipular con mucho cuidado los materiales del laboratoriopara poder evitarse daos fsicos tanto personales como

materiales.

6.2.3. Al realizar el experimento trabajar con un equipo de 4 o 5integrantes, para desarrollar el trabajo de manera responsable

y ordenada.


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EXPERIMENTO 02: Induccin Electrosttica.

I. OBJETIVOS.1.1. Verificar el fenmeno de induccin electrosttica.1.2. Estudiar el fenmeno de induccin electrosttica mediante la

conexin a tierra.

II. MARCO TEORICO Y CONCEPTUAL.La induccin electrosttica consiste en donde existe un mtodo

simple y practico de cargar un conductor aprovechando el

movimiento de los electrones libres en un mental. Cuando tenemos

dos esferas metlicas sin cargar pero juntos, hacemos un

experimento acercando a una de las esferas una barra cargada,

donde observamos que los electrones libres de una esfera fluyen de

una esfera a la otra. Si la barra est cargada positivamente, atrae alos electrones cargados negativamente y la esfera ms prxima a la

barra adquiere electrones de la otra. La esfera ms prxima adquiere

una carga negativa mientras que la esfera ms alejada adquiere una

carga positiva. Un resultado similar se obtiene con una barra cargada

negativamente, la cual hace que los electrones pasen de la esfera

ms prxima a la que est ms alejada. Este proceso se ya

induccin electrosttica o carga por induccin.

Decimos que cuando un conductor se pone en contacto con la tierra

se dice est conectado a tierra, es por ello que la tierra constituye un

conductor que para muchos propsitos puede considerarse como

infinitamente grande.

III. MATERIALES Y EQUIPOS.3.1. Una placa cuadrada de vidrio orgnico.3.2. Un tubo pequeo de nen.3.3. Una placa de aluminio redonda con tornillo.3.4. Una barra cilndrica de plstico negro con tuerca.3.5. Una tela de seda.


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IV. METODOLOGIA O PROCEDIMIENTO.4.1. Entornillar el manubrio plstico a la placa circular de aluminio4.2. Frotar fuertemente con la seda la placa de acrlico hasta que

se cargue (evite el contacto fsico de la parte frotada).

4.3. Sostener con la mano el manubrio de la placa de aluminio yacercarla lo ms cerca posible a la placa de vidrio (serecomienda hacer contacto para que la electrizacin en la

placa circular por induccin sea ms efectiva). Puede

colocarse firmemente el disco de metal sobre la base frotada.

4.4. Sostener con la otra mano, el tubo de nen y ponerlo encontacto con la placa de aluminio. Se notara que el tubo de

nen relampaguea instantneamente debido al flujo de carga

elctrica.

4.5. Separar el tubo de nen y posteriormente la placa de aluminio,quedando est cargada negativamente.

4.6. Una vez separada la placa de aluminio, conecte con el tubo denen, ahora nuevamente el tubo de nen relampagueara,

indicando que existe nuevamente flujo de carga.

4.7. Repetir el experimento (cuantas veces sea necesaria) parapoder verificar el proceso de induccin.

V. CALCULOS Y RESULTADOS.5.1. Explique el proceso fsico por el cual se carga la placa

metlica circular de aluminio.Por induccin de transferencia de electrones, pues al frotar la

placa metlica rectangular esta se carga negativamente y al

acercar la placa circular esta se carga negativamente al recibir

los electrones de la placa rectangular, esto se observa al

acercar un tubo de vidrio se produce una chispa.

5.2. Indique el tipo de carga que se induce en la placa metlicaen ambas caras y donde se ubica dicha carga. Qusucedera si toca Ud. La placa con su mano?Explique.La carga inducida a la placa es negativa y dicha carga se

encuentra en la superficie metlica de la placa, pero cuando

tocamos con la mono a la placa este se descarga a tierra

atraves de nuestro cuerpo.

5.3. Explique por qu relampaguea el tubo de nen al ponerloen contacto con la superficie de la placa metlica.Porque la placa est cargada negativamente y al ponerlo en

contacto con la superficie hay transferencia de electrones

(descarga elctrica) generando un relampagueo en el tubo de

nen.


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5.4. Cmo debe ser la distribucin de carga en un conductoraislado puntiagudo?A medida que un cuerpo aislado es ms puntiagudo, las

cargas se acumulan en mayor proporcin en su punta.

VI. CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS.6.1. CONCLUSIONES.

6.1.1. Comprobamos experimentalmente que se puedegenerar electricidad por induccin, es decir sin que a

los objetos se toquen.6.1.2. Se puede generar fluido elctrico por induccin, esto se

demuestra con el electrforo de volta.6.1.3. la tierra es con cuerpo muy grande cargado, pues

cuando tienes un dficit de electrones se da electrones

y si tenemos electrones en exceso nos quita electrones

produciendo fluido elctrico.

6.2. SUGERENCIAS.6.2.1. Realizar anotaciones puntuales de cada una de las

observaciones realizadas en el experimento.6.2.2. seguir los pasos indicados en la gua para poder

realizar el experimento.

6.2.3. Trabajar con nuestro equipo con sumo cuidado ypaciencia con el electrforo, realizando varias

repeticiones para llegar a lo verdico.


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EXPERIMENTO 03: Lneas de campo elctrico.

I. OBJETIVOS.1.1. Mostrar experimentalmente las lneas de campo elctrico.1.2. Describir cualitativamente las lneas de campo elctrico.

II. MARCO TEORICO Y CONCEPTUAL.Las lneas del campo elctrico estn relacionadas con el campo

elctrico, donde el vector campo elctrico E es tangente a la lnea de

campo elctrico en cada uno de sus puntos, de igual manera el

nmero de lneas por unidad de rea que pasan por una superficie

perpendicular a las lneas de campo es proporcional a la magnitud

del campo elctrico en esa regin.

Reglas que siguen para trazar las lneas del campo elctrico:

Las lneas del campo elctrico comienzan en las cargas positivasy terminan en las cargas negativas.

Las lneas se dibujan simtricamente saliendo o entrando en la

carga.

El nmero de lneas que salen de una carga positiva o entran en

una carga negativa, es proporcional a la carga.

No pueden cursarse nunca dos lneas de campo elctrico.

Las lneas de campo para dos partculas cargadas de igual magnitud

pero de signo opuesto (dipolo elctrico).

Lneas de campo en la vecindad de dos cargas positivas iguales.

Lneas de campo elctrico: a) para una carga puntual positiva y b) para una

carga puntual negativa


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III. MATERIALES Y EQUIPOS.3.1. Dos varillas de vidrio y un trozo de seda.3.2. Dos plumeros electrostticos.3.3. Una mquina de Windsurf.

3.4. Un acelerados de Van de Graf.3.5. Cables de conexin.

IV. METODOLOGIA O PROCEDIMIENTO.4.1. Cargar la varilla de vidrio frotndolo con el pao de seda y

luego tocar la barra metlica del plumero electrosttico.

Realizar este procedimiento hasta que los hilos se habrn.4.2. Descargar el plumero tocando el metal con las manos.

4.3. Cargar dos varillas, una de vidrio y una de plstico, y luegocargar a los plumeros con distintas cargas, acercarlos

posteriormente hasta obtener la configuracin mostrada.4.4. Repetir el proceso anterior cargando a los plumeros con

cargas del mismo signo hasta obtener la configuracin

mostrada.

4.5. Usando la mquina de Winshurt se puede obtener un mejorresultado. En este caso, con un alambre se conecta un

electrodo de esta mquina al soporte metlico del plumero;

luego se procede a cargar el plumero haciendo girar el


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manubrio de la mquina. Notara que los hilos se rechazan

entre si y se separan.4.6. Coloque dos plumeros a una distancia de 10cm y conecte

mediante alambres a los electrodos de la mquina de

Winshurt. Proceda a cargar los plumeros haciendo girar lamquina de Winshurt. Notara que los hilos electrizados se

separan y se atraen los que estn entre s.

4.7. Repita el paso anterior conectando los plumeros con alambresa un solo electrodo de la mquina de Winshurt.

4.8. Usando el acelerador de Van de Graaff intente obtener lasconfiguraciones anteriores.

PRECAUCIONES:

Al hacer contacto la varilla cargada con el plumero, lavarilla debe moverse hacia delante y hacia atrs para

permitir trasferir la carga por completo.

Cuando use la mquina de Winshurt evite hacer contacto

directo con las manos a los electrodos cuando esta est

cargada. Para hacer a conexin primero junte los dos

electrodos producindose de esta forma la descarga.

Cuando use el acelerador de Van de Graaff, consulte al

profesor antes de poner en marcha el dispositivo los

voltajes en el acelerador son muy elevados!


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V. CALCULOS Y RESULTADOS.5.1. Explique lo que sucede cuando la varilla de vidrio es puesta en

contacto con la barra metlica del plumero.

Los hilos del plumero se levantan, porque la varilla de vidrio alestar cargada genera campos elctricos salientes por estar

cargada positivamente.

5.2. Por qu toman la forma que usted ve las plumas al sertocada la varilla metlica del plumero con la varilla cargada?

Explique.

Porque una varilla cargada genera campos elctricos y va de

un cuerpo positivo a un negativo.

5.3. Qu relacin cree Ud. Que guarda el ngulo de abertura delos hilos de seda de la pluma con la cantidad de electricidad?

La relacin est dada que a mayor electricidad se produce un

mayor ngulo de apertura. Es decir la electricidad es

directamente proporcional al ngulo de apertura.

5.4. Detalle lo que observo cuando en el experimento utilizo la

mquina de Winshurt, sustentando correctamente el anlisis.

Al mover la anivela y al acercar las esferas excitadoras de

descarga se producen rayos elctricos, es decir descargas.

As al tocar las esferas excitadoras con las manos, te pasa la

descarga y es muy peligroso por lo que tenemos que tener

cuidado en su manejo ya que produce cargas de potencial

muy alto.


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5.5. Describa sus observaciones experimentales al hacer uso delacelerador de Van de Graaff.

Al acercar una esfera metlica produce chispas elctricas.

Al acercar l tuvo de nen esta se prende debido alintercambio de electrones.

Al presionar la esfera de Van de Graaff con las manos pero

con el cuerpo totalmente aislado los cabellos del alumno se

levantan distribuyndose radialmente en el espacio.


6.1.1. La direccin de un campo es radial en el espacio yperpendicular al espacio.

6.1.2. Se demuestra que el campo es saliente en un cuerpopositivo entrante en un cuerpo negativo.

6.1.3. Un campo elctrico esttico puede ser representadogeomtricamente con lneas tales que en cada punto el

campo vectorial sea tangente a dichas lneas, a estas

lneas se las conoce como "lneas de campo".

Matemticamente las lneas de campo son las curvas

integrales del campo vectorial.Las lneas de campo se

utilizan para crear una representacin grfica del

campo, y pueden ser tantas como sea necesariovisualizar.

6.1.4. Las lneas de campo son lneas perpendiculares a lasuperficie del cuerpo, de manera que su tangente

geomtrica en un punto coincide con la direccin del

campo en ese punto. Esto es una consecuencia directa

de la ley de Gauss, es decir encontramos que la mayor

variacin direccional en el campo se dirige

perpendicularmente a la carga.

6.2. SUGERENCIAS.6.2.1. Tener mucha precaucin al momento de utilizar la

mquina de Winshurt y el generador de Van de Graaff,

porque el voltaje producido es muy alto y puede

producir daos fsicos.

6.2.2. Realizar estos tipos de experimentos con la supervisindel docente del curso ya que estos experimentos

pueden ser fatales si no se utiliza de manera adecuada

los aparatos antes mencionados.
http://es.wikipedia.org/wiki/Recta_tangentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Curva_integral_de_un_campo_vectorialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Curva_integral_de_un_campo_vectorialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Curva_integral_de_un_campo_vectorialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Curva_integral_de_un_campo_vectorialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Recta_tangente


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EXPERIMENTO 04: El generador de Van de Graaff.

I. OBJETIVOS.1.1. Utilizador de Van de Graaff para producir cargas elctricas.1.2. Conocer las partes y el funcionamiento de este generador de

cargas elctricas.

II. MARCO TEORICO Y CONCEPTUAL.Cuando un conductor cargado se coloca en contacto con el interior

de un conductor hueco, toda la carga del primer conductor se

trasfiere al primer conductor hueco.

En 1929 Robert J. Van de Graaff aplico este principio para disear y

construir un generador electrosttico, el cual se utiliza en las

investigaciones de fsica nuclear. As lo mismo en la prctica, es

posible incrementar su potencial del electrodo de alto voltaje hastaque se presenta una descarga elctrica atraves del aire.

Los generadores de Van de Graaff pueden producir diferencias de

potencial tan altas como 20 millones de voltios. Los protones

acelerados a travs de diferencias de potencial de este orden reciben

energas suficientes como para iniciar reacciones nucleares entre

ellos y diversos ncleos que sirven de blanco.

III. MATERIALES Y EQUIPOS.3.1. Un generador de Van de Graaff.3.2. Una esfera de descarga.3.3. Un plumero electrosttico.3.4. Un electroscopio.3.5. Cables de conexin.

IV. METODOLOGIA O PROCEDIMIENTO.a) Antes de la operacin, hay que limpiar, con tela suave y

limpia, las dos esferas, las ruedas, la corea y el tubo depoliglas.


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b) Se abre la mitad superior del casco y se ajusta el tornillo para

que correa quede adecuada y las rudas superior e inferior

paralelas.

c) Se ajuste el colector superior para que se acerque al mximo

a la correa, sin tocarla.d) Se conecta el colector con la bola de la descarga elctrica. Se

conecta el interruptor de colector con el colector debajo, al

mismo tiempo, coloque la tabla de alambre de tierra en el

suelo.

e) Se conecta el interruptor de fuente elctrica del motor para

arrancarlo. Si la humedad del ambiente es alta, se enciende la

lmpara secadora, cuando el aire hmedo es expelido del

aparato, se apaga el motor y se cierra la mitad superior del

casco. Ahora el generador est listo para la demostracin.

f) Se conecta el circuito de tierra del motor para arrancarlo y

proteger contra la fuga de la carga.

g) En aquellos lugares que no existen corriente elctrica y la

humedad relativa es menor al 80%, se puede recurrir a la

operacin manual, es decir hacer girar la manivela en el

sentido del reloj.

h) Cuando comienza a funcionar el generador, no debe tocar con

las manos las bolas ni las partes metlica expuesta.

i) Proceda a realizar las siguientes experiencias.

4.1. Electrizacin por contacto. Acerque la bola de descarga al casco del acelerador de

Van de Graaff.

Al tocar la esfera de descarga la aceleracin habr sacado

un poco de carga.

Acerque ahora la esfera de descarga hacia el

electroscopio.

Toque la cabeza del electroscopio con la esfera de

descarga.

Registre sus observaciones.

4.2. Campo elctrico de un conductor cargado.Tome por la base aislante el nmero electrosttico.

Acerque los hilos del plumero al casco.

Tome un solo hilo del plumero y desplcelo alrededor del

casco siguiendo circuitos paralelos al ecuador o meridiano.

Con el generador de Van de Graaff apagado y previamente

descargado, disponga de una placa de madera seca


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forrada en la parte superior con cualquier plstico grueso y

haga parar un compaero suyo sobre ella, haciendo que

colocase sus manos sobre el casco.

Encienda el motor del generador, luego de cierto tiempo los

cabellos del alumno se levantaran. Acerque la lmpara de nen al cuerpo del alumno sin

tocarlo.

Deje pasar un cierto tiempo hasta que el cabello baje

indicando que ya se ha descargado, entonces recin

hacerlo bajar de la tabla.

V. CALCULOS Y RESULTADOS.5.1. Explique lo que sucede cuando la esfera de descarga es

puesta en contacto con el electrodo central del electroscopio.

Al ser puesta la esfera de prueba con el electroscopio las

laminillas del electroscopio se separan con un ngulo muy

grande, esto nos indica que la esfera de prueba est cargada

positivamente reduciendo la carga del generador de Van de

Graff, es por ello cuando tocamos el electrodo central del

electroscopio con esta esfera de prueba las laminillas seseparan.

5.2. Al acercar el plumero electrosttico al generador de Van deGraaff. Qu sucede con los hilos de seda? Explique.

Los hilos son atrados radialmente al centro de la esfera de

Van de Graaff, esto ocurre debido a que el campo elctrico va

de un cuerpo positivo a otro cuerpo cargado negativamente.


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5.3. Qu tipo de simetra tiene el campo elctrico producido por elcasco del generador? Explique.

Tiene una simetra esfrica el campo elctrico con una

direccin radial y su mdulo es constante en todos los puntosde una superficie esfrica.

5.4. Por qu los cabellos del alumno se levantan?

Porque el cuerpo del alumno est cargado positivamente,

donde el campo elctrico tiene una direccin o sale hacia el

espacio con una direccin radial.

Adems se levantan por el alto potencial elctrico acumulado

en el cuerpo de alumno y este potencial genera un campo

elctrico describiendo las lneas del campo elctrico que

salen de manera perpendicular del cuerpo del alumno y los

cabellos por el bajo peso que presentan tienden a seguir

estas trayectorias o lneas del campo.

5.5. Cuando usted acercar el tubo de nen al alumno Quobservo? Explique su respuesta.

El tubo de nen se prende porque existe una transferencia de

electrones.

5.6. El radio del casco esfrico se de 20cm, determine. Cuntacarga puede producir sin provocar la ruptura elctrica en el

aire?

Para que no se produzca una ruptura elctrica en el aire,

decimos que la diferencial de la carga total es: = dA =

dA ; q = A ; pero la superficie es esferica por ende

q = (2) = 225

5.7. El electrodo conductor esfrico de un generador de Van deGraaff est cargado hasta un potencial de 0,18.106V. halle el

radio mnimo que debe tener el cascaron esfrico para que no

ocurra la ruptura dielctrica del aire.

Como se sabe nos dan como dato que: radio = 1m ;potencial = 3.106v

Que la carga depende directamente proporcional al radio decasco esfrico.


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Por lo tanto: por regla de tres simple.

1 3 1 0 0.18 10

= 0.06 = 6


6.1.1. El campo elctrico es proporcional a la carga delcuerpo. Adems segn las observaciones realizadas es

que cuando el cabello del alumno sea lo ms largo

posible observamos que los cabellos tienden a

separase mucho ms que en los cabellos cortos.6.1.2. Una carga esttica no es tan peligrosa, se decir cuando

no existe flujo de electrones la electricidad no es muy

peligrosa por ello se utiliza aislantes.6.1.3. Al acercar una esfera de prueba esta produce chispas

elctricas, por lo cual una vez ms se demostr que la

carga se encuentra en la superficie del cuerpo metlico.

6.2. SUGERENCIAS.6.2.1. No tocar el generador de Van de Graaff si estamos con

el cuerpo aislado de la tierra, porque nos podramos

electrocutar al haber un flujo de electrones.


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EXPERIMENTO 05: La jaula de Faraday.

I. OBJETIVOS.

1.1. Mostrar el blindaje electrosttico.1.2. Determinar en donde reside la carga elctrica en unconductor.

II. MARCO TEORICO Y CONCEPTUAL.En la jaula de Faraday vamos a observar que cuando se coloca una

carga neta en un conductor, la carga se distribuye sobre la superficie

de manera que el campo elctrico en el interior es cero.

Para poder obtener los resultados mencionados en el prrafo anterior

introduzcamos una pequea bola metlica cargada positivamente, la

cual es colgada de un hilo de seda dentro de un conductor hueco sin

carga atraves de un pequeo orificio, el conductor hueco est

aislado de la tierra. La bola cargada induce una carga negativa en la

pared interna del conductor, dejando una carga igual pero positiva en

la superficie exterior. La presencia de las cargas positivas en la pared

exterior se indica por la deflexin del electrmetro. La deflexin del

electrmetro no cambia la bola toca la superficie inferior del

conductor hueco.

Cuando a la bola se extrae la lectura del electrmetro no cambia y la

bola se encuentra descargada. A este tipo de experimento sedenomina blindaje electrosttico.

III. MATERIALES Y EQUIPOS.3.1. Dos plumeros electrostticos.3.2. Una jaula de Faraday.3.3. Una base con soporte para colocar la jaula de Faraday.3.4. Una mquina de Winshurt o un generador de Van de Graaff.

3.5. Un electroscopio.3.6. Cables de conexin.


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IV. METODOLOGIA O PROCEDIMIENTO.4.1. Con un alambre de conexin de cobre conecte la jaula de

Faraday con un electrodo de la mquina de Winshurt.

4.2. Haga girar la manivela para producir carga elctrica en lajaula.4.3. Observe lo que sucede a los plumeros exterior e interior a la

jaula. Anote sus observaciones.4.4. Remplace la mquina de Winshurt por el acelerador de Van de

Graaff y con un alambre conductor conecte la cabeza del

acelerador con la jaula de Faraday.4.5. Haga funcionar el acelerador y observe lo que sucede con los

plumeros.4.6. Desconecte el acelerador de la jaula, el plumero exterior

retrelo de su lugar.

4.7. Acerque la jaula hacia el acelerador a una distancia pequea.4.8. Encienda el acelerador y observe la descarga corona que

aparece.

V. CALCULOS Y RESULTADOS.5.1. Explique lo que sucede a los plumeros cuando la jaula de

Faraday est conectado con la mquina de Winshurt en

funcionamiento.Respuesta:

El plumero no se esparce radialmente, esto acurre debido aque toda la carga est en la superficie de la jaula de Faraday,

entonces decimos que el campo elctrico en el interior es

cero.

5.2. Explique lo que sucede a los plumeros cuando la jaula deFaraday esta con esta con el generador de Van de Graaff.

Respuesta:En la conexin entre ambos sucede que sabiendo que la

carga est en la superficie de la jaula, es decir el campo en el

interior es cero por lo que el plumero no se carga.


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5.3. Segn sus observaciones. existe campo elctrico en elinterior de la jaula? existe campo elctrico en el exterior de la

jaula de Faraday? Justifique sus respuestas.

Al ser un cuerpo metlico, no existe campo elctrico en su

interior, ya que toda la carga se encuentra en la rea de su

superficie, sin embargo en el exterior existe el campo elctrico.

5.4. En dnde reside la carga en la jaula de Faraday?

La carga reside en la superficie superior de la jaula en donde

la carga en el interior es cero, por ende no hay campo

elctrico para cuerpos metlicos en su interior.

5.5. Si remplaza el plumero exterior por un electrmetro. Quobservaciones obtiene?

El electrmetro no sufre ninguna variacin indicando que toda

la carga esta polarizada en la superficie exterior de la jaula


6.1.1. En cuerpos conductores toda la carga se encuentradistribuido en el rea de su superficie.

6.1.2. Al no haber cargas en su interior en cuerpos metlicos,no existe campo elctrico en su interior.

6.1.3. Los cuerpos metlicos huecos nos sirven comoprotectores de rayos y relmpagos.

6.2. SUGERENCIAS.6.2.1. Leer detenidamente las guas de laboratorio para no

tener percances y daos fsicos, porque el voltaje que

se trabaja en el experimento es muy alto.

6.2.2. Hacer consultas sobre algunos obstculos que tenemosdurante el experimento.

6.2.3. Tener mucho cuidado con los materiales del laboratorioal momento de trabajar.


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BIBLIOGRAFIA.

GOLDEMBERG, J. Fsica General y Experimental. Vol. II. Edit.Interamericana. Mxico 1972.

MEINERS, H. W, EPPENSTEIN. Experimentos de Fsica. Edit. Limosa.

Mxico 1980 SERWAY, R. Fsica. Vol. II Edit. Reverte. Espaa 1992,

TIPLER, p. Fsica Vol. II. Edit. Reverte. Espaa 2000.

Informe de Fisica II- kid para experimentos electrostaticos

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