INFORME DE LABORATORIO N 3KIT ELECTROSTTICO

OBJETIVOS

Reconocer los elementos que componen a un kit electrosttico.

Indicar alguna de las funciones que desempean dichos elementos.

KIT ELECTROSTTICO

Est demostrado experimentalmente que si se roza una barra de plstica en un pao sta puede atraer trozos de papel. Esto se debe al hecho de que la barra de plstica se ha cargado de electricidad negativa, es decir que ha adquirido una carga elctrica negativa durante el rozamiento con el pao. Cuando se acerca la barra al papel, el papel se carga de electricidad positiva y es atrado por la barra de plstica. Las cargas elctricas del mismo signo se rechazan, las cargas elctricas de signo opuesto se atraen. El electroscopio con hojas de oro es un instrumento que detecta la presencia de las cargas elctricas. Cuanto ms se alejen las hojas de oro, tanto mayor ser la carga elctrica. El kit propuesto contiene numerosos componentes que permiten efectuar varios experimentos en el campo de la electrosttica.

RECONOCIMIENTO DE LAS PARTES DEL KIT ELECTROSTTICO

ELECTROSCOPIOElelectroscopioes un instrumento que se utiliza para saber si un cuerpo est cargado elctricamente. Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede determinarse el tipo de carga elctrica de un objeto aproximndolo a la esfera. Si las laminillas se separan significa que el objeto est cargado con el mismo tipo de carga que el electroscopio. De lo contrario, si se juntan, el objeto y el electroscopio tienen signos opuestos.

Un electroscopio pierde gradualmente su carga debido a laconductividad elctricadel aire producida por su contenido eniones. Por ello la velocidad con la que se carga un electroscopio en presencia de uncampo elctricoo se descarga puede ser utilizada para medir la densidad de iones en el aire ambiente. Por este motivo, el electroscopio se puede utilizar para medir la radiacin de fondo en presencia de materialesradiactivos.El primer electroscopio conocido, elversorium, un electroscopio pivotante de hojuelas de oro, fue inventado porWilliam Gilberten 1600.

PLUMEROS ELECTROSTTICOSLos de pluma tienen el inconveniente de que trasladan el polvo de un lugar a otro. Los de nylon llamados tambin plumeros electrostticos- son los ms efectivos: tienen la capacidad de retener el polvo, ya que se carga electrostticamente al girarlo a derecha e izquierda con ambas manos desde el mango. El plumero electrosttico puede lavarse en un cubo, utilizando agua templada y detergente neutro sin frotarlo-, dejndolo despus colgado para que seque bien. Conviene tener en cuenta que las fibras de este tipo de plumero se estropean al ponerse en contacto con una superficie caliente.

JAULA DE FARADAYUna jaula de Faraday es una caja metlica que protege de los campos elctricos estticos. Debe su nombre al fsico Michael Faraday, que construy una en 1836. Se emplean para proteger de descargas elctricas, ya que en su interior el campo elctrico es nulo.El funcionamiento de la jaula de Farday se basa en las propiedades de un conductor en equilibrio electrosttico. Cuando la caja metlica se coloca en presencia de un campo elctrico externo, las cargas positivas se quedan en las posiciones de la red; los electrones, sin embargo, que en un metal son libres, empiezan a moverse puesto que sobre ellos acta una fuerza dada por:

Donde e es la carga del electrn. Como la carga del electrn es negativa, los electrones se mueven en sentido contrario al campo elctrico y, aunque la carga total del conductor es cero, uno de los lados de la caja (en el que se acumulan los electrones) se queda con un exceso de carga negativa, mientras que el otro lado queda con un defecto de electrones (carga positiva). Este desplazamiento de las cargas hace que en el interior de la caja se cree un campo elctrico de sentido contrario al campo externo.

ELEMENTOS METLICOS Se utilizan elementos metlicos para su utilizacin en el experimento: El poder de las puntas. Dichos elementos deben ser ligeramente esfricos o con bordes redondeados.

En Electrosttica, el poder de las puntas est ntimamente relacionado con el concepto de la rigidez dielctrica. sta es el mayor valor de campo elctrico que puede aplicarse a un aislante sin que se vuelva conductor. Este fenmeno fue descubierto hace 200 aos por Benjamn Franklin, al observar que un conductor con una porcin puntiaguda en su superficie, descarga su carga elctrica a travs del aguzamiento y por lo tanto no se mantiene electrizado.

Efecto de las puntas

Cuando los conductores metlicos terminan en punta se acumula mucha carga en ellas, la densidad de carga es muy alta y en las proximidades se crea un intenso campo que ioniza el aire. Los electrones son arrancados a las molculas de aire por el campo electrosttico creado en la punta. Los electrones arrancados chocan con otras molculas de aire neutras a las que cargan negativamente. Las puntas cargadas positivamente producen viento elctrico positivo. Las puntas cargadas negativamente producen viento elctrico negativo.

VARILLA DE VIDRIO ORGNICOAl frotar una varilla; por ejemplo, una de vidrio, y se la deja suspendida de modo que oscile libremente, se observar que al acercarle otra varilla de vidrio frotada con la misma sustancia, se producir una repulsin de las varillas.En cambio, si se le acerca una varilla de ebonita frotada se producir una atraccin. Lo mismo se observar con diferentes sustancias: unas se atraern otras se rechazaran. Esto nos dice que existen dos clases de electricidad que por convencin se llama positiva a la que se produce en el vidrio frotado con seda y negativa a la que se produce en la ebonita frotada con seda. De la experiencia anterior se deduce que cuerpos cargados con electricidad de! mismo nombre se repelen y de distinto nombre se atraen.Adems al acercar a una varilla de vidrio electrizado otra varilla de vidrio que ha sido frotada con un pedazo de goma ('cmara' de auto) o de 'papel celofn' se ver que se repelen; en Cambio, si se acerca la goma o el papel se atraern. Luego, 'al frotar dos cuerpos se electrizan ambos, pero con cargas de distinto signo.

BARRA CILNDRICA DE PLSTICO (NEGRO) CON TUERCAInstrumento utilizado para el experimento de Induccin electrosttica.Existe un mtodo simple y prctico de cargar un conductor aprovechando el movimiento de los electrones libres en un metal. Tenemos dos esferas metlicas sin cargar en contacto. Al acercar a una de las esferas una barra cargada, los electrones libres de una esfera fluyen de una esfera a la otra. Si la barra est cargada positivamente, atrae a los electrones cargados negativamente y la esfera ms prxima a la barra adquiere electrones de la otra. La esfera ms prxima adquiere carga negativa y la ms alejada carga positiva. Si las esferas se separan antes de retirar la varilla, quedarn con cargas iguales y opuestas. Un resultado semejante 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 llama induccin electrosttica o carga por induccin.

TUBO DE NENLmpara de ctodo fro, cuya radiacin lumnica es posible gracias al paso de una corriente elctrica por un tubo relleno de gas nen a baja presin.Se hace pasar por el tubo lleno de Nen, una pequea corriente elctrica, que puede ser corriente alterna o continua, provocando que ste emita un brillo rojo anaranjado. La frmula exacta del gas es tpicamente la mezcla Penning (99,5% nen y 0,5% argn), que tiene un voltaje de ruptura menor que el nen puro.

ESFERA DE DESCARGAInstrumento utilizado generalmente junto al generador de Van de Graaff.Esfera de 25cm montada sobre base aislante de acrlico y slido pie de fundicin. Permite: Modificar la estructura del campo Manifestar separacin de cargas por induccin Mostrar que las cargas no se crean ni destruyen Mostrar el principio sobre el que Volta construy su electrforo Descargar de una forma segura la esfera del generador de Van der Graaf

SEDALa seda es unafibra naturalformada por protenas. Aunque es producida por varios grupos de insectos, en la actualidad slo la seda producida por las larvas deBombyx morise emplea en la fabricacinindustrial textil. Ha habido algunas investigaciones en bsqueda de otros tipos de sedas con distintas propiedades, que se diferencian a nivel molecular.La seda es un conductor pobre de la electricidad, pudiendo acumular por lo tanto cargas estticas.

CONCLUSIONES

Se aprendi a reconocer a cada uno de los elementos que componen a un kit electrosttico.

Se aprendi cules son las funciones que desempean dichos elementos.