labo de fisica 3 primero

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS(Universidad del Perú, Decana de América)

FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS

INDICE

1. Introducción

02

2. Objetivos 03

3. Materiales 04

4. Fundamento Teórico 06

5. Procedimiento 10

6. Cuestionario 14

7. Conclusiones 20

8. Bibliografía 20

Laboratorio de Física III Pág 1



I. INTRODUCCION

Cuando a un cuerpo se le dota de propiedades eléctricas se dice que ha sido electrizado. La electrización por frotamiento permitió, a través de unas cuantas experiencias fundamentales y de una interpretación de las mismas cada vez más completa, sentar las bases de lo que se entiende por electrostática.

Si una barra de ámbar (de caucho o de plástico) se frota con un paño de lana, se electriza. Lo mismo sucede si una varilla de vidrio se frota con un paño de seda. Aun cuando ambas varillas pueden atraer objetos ligeros, como hilos o trocitos de papel, la propiedad eléctrica adquirida por frotamiento no es equivalente en ambos casos. Así, puede observarse que dos barras de ámbar electrizadas se repelen entre sí, y lo mismo sucede en el caso de que ambas sean de vidrio. Sin embargo, la barra de ámbar es capaz de atraer a la de vidrio y viceversa.

Este tipo de experiencias llevaron a W. Gilbert (1544 - 1603) a distinguir, por primera vez, entre la electricidad que adquiere el vidrio y la que adquiere el ámbar. Posteriormente Benjamín Franklin en el siglo XVIII explicó los fenómenos eléctricos a través de la teoría del "fluido eléctrico" existente en todos los cuerpos. El pensaba que en los cuerpos no electrizados (neutros) el fluido permanecía de manera equilibrada, pero cuando dichos cuerpos se electrizaban entre sí, el "fluido eléctrico" se transfería: el que quedaba con más fluido era electrizado positivamente (+) y el que resultaba con menos fluido se electrizaba de modo negativo (-). Llamó a la electricidad «vítrea» de Gilbert electricidad positiva¿ y a la «resinosa» electricidad negativa ¿

.




II. OBJETIVOS

1. Comprobar experimentalmente la existencia de una de las propiedades de la materia llamada carga eléctrica.

2. Experimentar con la electrificación de los cuerpos mediante las diversas formas.

3. Verificar la interacción electrostática entre cargas de igual signo y de signos opuestos.

4. Conocer el funcionamiento y los principios físicos de un generador Electrostático – maquina de Wimshurst y la máquina de Van de Graff.




III. MATERIALES

El equipo de electrostática U8491500 consta de un tablero de destellos, cubierta de electrodos esféricos, rueda con punta, barra de fricción de plástico, con clavijero de 4 mm,soporte de depósito, rodamiento de agujas con clavija de conexión, soporte con gancho para péndulo doble de bolitas de saúco, clavija de conexión en pantalla de seda en varilla, trozos de medula de saúco, tablero de base en clavija de conexión y carril de rodamiento con bolas, cadenas de conexión, esfera conductora de 30 mm de diámetro, con clavija de conexión, cubierta con electrodos de punta, pie de soporte, varilla de soporte aislada, con manguitos de soporte y de conexión y juego de campanas.

Péndulo de tecnoport.

Electroscopio

Barras de acetato y vinilita.

Maquina de Wimshurst modelo U15310.

Maquina de Var de Graff.




Paños de algodón, seda y lana Barras de acetato, vinilito y vidrio

Electroscopio Péndulo eléctrico




IV. FUNDAMENTO TEÓRICO

Se atribuye a Thales de Mileto (640 – 548 a.c.) haber obtenido que un trozo de ámbar frotado con un paño o una piel adquiere la propiedad de atraer cuerpos livianos. W. Gilbert (1540 – 1603) comprobó que no solo el ámbar al ser frotado atraían cuerpos ligeros, sino también lo hacían muchos otros cuerpos como el vidrio, la ebonita, la resina, el azufre, etc.

Cuando sucede esto se dice que el cuerpo ha sido electrizado por frotamiento. Aceptamos que ha aparecido en ellos una “cantidad de electricidad” o una cierta carga eléctrica que es la causante de las atracciones, o repulsiones entre ellas.Existen dos tipos de cargas eléctricas. Se comprueban experimentalmente que cuerpos con cargas eléctricas de igual tipo se repelen, mientras que los de tipo distinto se atraen. Los dos tipos de cargas eléctricas existentes son denominadas cargas positivas y cargas negativas. A un cuerpo que no este cargado eléctricamente se le denomina cuerpo electrostáticamente neutro, en este caso decimos que tiene igual número de cargas de ambos tipos.

GENERADOR ELECTROSTATICO: MAQUINA DE WIMSHURST:

La máquina de Wimshurst es un generador electrostático de alto voltaje desarrollado entre 1880 y 1883 por el inventor británico James Wimshurst (1832 – 1903). El generador electrostático sirve para generar altas tensiones constantes, no son peligrosas al contacto.

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Partes del Generador Electrostático:

1) Disco de acrílico con placas de estaño, el generador electrostático consta de dos discos de cristal acrílico, de igual tamaño, montados sobre un je horizontal, paralelamente, y con escasa distancia entre sí.

2) Listón de aislamiento, el cual se encuentra atornillado al eje 3) Barra de electrodos, estás se encuentran conectados con las barras de electrodos,

cuyos extremos tiene forma de doble esfera y entre las que se efectúa la descarga de chispas.

4) Botellas de Leyden.5) Interruptor de aislamiento.

6) Conductor transversal con pinceles de metal. La cara externa de los discos está ocupada circularmente por hojas de estaño. Frente a cada disco, se ha fijado al eje unos conducteros transversales, girable, con dos “pinceles” de metal, que frotan las hojas de estaño.

7) Estribo con escobillas, para la toma de corriente se emplean dos escobillas fijadas a un estribo, en el extremo del listón de aislamiento. La distancia entre las escobillas y los discos es regulable, y debe ser de algunos milímetros.

8) Palanca de acoplamiento para conexión de las botellas de Leyden.

Funcionamiento:

Bajo los pinceles, las cargas positivas o negativas de las hojas de estaño del disco 2 ejercen una influencia sobre las del disco 1. Y esta, por otra parte, influencia las cargas de las hojas de estaño del disco 2, cuando estas pasan por el pincel que se encuentra enfrente. Las cargas son entonces absorbidas por las escobillas y se conducen, para descarga, a las barras de electrodos o a las botellas de Leyden por medio de las esferas conductoras. La longitud de las chispas depende del diámetro del disco.




GENERADOR ELECTROSTATICO; MAQUINA DE VAN DE GRAFF:

El generador der Van de Graff, GVG, es un aparato utilizado para crear grandes voltajes. En realidad es un electróforo de funcionamiento continuo.Se basa en os fenómenos de electrización por contacto y en la inducción 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 electrostático fue construido por Robert Jamison Van der Graff en el año 1931 y desde entonces no sufrió modificaciones sustanciales.

Existen dos modelos básicos de generador:

a) El que origina la ionización del aire situado en su parte inferior, frente a la correa, con un generador externo de voltaje (un aparato diferente conectado a la red eléctrica y que crea un gran voltaje)

b) El que se base en el efecto de electrización por contacto. En este modelo el motor externo solo se emplea para mover la correa y la electrización 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 cúpula donde, por efecto Faraday, se desplazan hasta la parte externa de la esfera que puede seguir ganado mas y mas hasta conseguir una gran carga.

Consta de:

1) Una esfera metálica hueca en la parte superior.2) Una columna aislante de apoyo que no se ve en

el diseño 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” metálicos (superior e inferior) para ionizar el aire. El inferior está 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 lleva componentes de carbono que le harían conductora).




6) Un motor eléctrico montado sobre una base aislante cuyo eje también 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 transportar la carga eléctrica que se forma en la ionización del aire por el efecto de las puntas del peine inferior y deja en la parte interna de la esfera superior.El intenso campo eléctrico que se establece ente el rodillo y las puntas del “peine” situadas a unos milímetros de la banda, ioniza el aire.Los electrones del peine no abandonan el metal peor el fuerte campo creado arranca electrones al aire convirtiéndolo en plasma conductor – efecto Corona – y al ser repelido por las puntas se convierte en viento eléctrico 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 der Graff no funciona en el vacío. La eficiencia depende de los materiales de los rodillos y de la correa. El generador puede lograr una carga más 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 él y contribuyen a que las cargas negativas se vayan hacia la parte interna de la esfera. El efecto es que las partículas de aire cargadas negativamente se van al peine y le ceden el electrón que pasa al interior de la esfera metálica de la cúpula que adquiere carga negativa.

Por el efecto Faraday (que explica el por qué se carga tan bien una esfera hueca) toda la carga pasa a la esfera y se repele situándose en la cara externa. Gracias a esto la esfera sigue cargándose hasta adquirir un gran potencial y la carga pasa del peine al interior.

V. PROCEDIMIENTO




A. Ubique en la mesa de trabajo en la posición más adecuada la Maquina de Wimshurst y de Van der Graff.

B. Experimente la interacción entre las barras cargadas y las esferas de tecnoport que está suspendida en el péndulo eléctrico.

A.1 Maquina de Wimshurst:

1) Identifique las partes de las maquinas electrostáticas.2) Gire lentamente la maquina en sentido horario, los conductores transversales deben

señalar, por arriba, hacia la izquierda y por debajo, hacia la derecha, en un ángulo de 45°, en relación con la barra de aislamiento.

3) Mantenga el interruptor de aislamiento abierto y anote lo observado.4) Ahora cierre el interruptor, anote lo observado5) Conecte las botellas Leyden, anote lo observado. Los pasos 5,6 y 7 se efectúan

girando las manivelas del equipo.6) Determine la polaridad del generador electrostático por medio de un electroscopio.

Este último se carga con un electrodo y se toca luego con una barra de plástico previamente frotada con lana, anote el signo de la carga.

7) Ahora acerque una lámpara de fluorescente y anote lo observado, identifique la polaridad de la lámpara.

8) Descarga de punta; colocar la rueda de punta sobre el rodamiento de agujas en el soporte, conectar la fuente de carga y transmitir la carga, anote lo observado.

9) Péndulo doble; colocar un péndulo de bolitas de sauco en soporte con gancho, conectar a la fuente de carga y transmitir una carga a través de esta, anote lo observado.

10) Clavija de conexión en pantalla de seda; colocar la clavija de conexión en pantalla de seda sobre el soporte, conectar a las fuentes de carga y acrecentar lentamente la carga aplicada, anote lo observado.

11) Tablero de destellos; colocar el tablero de destellos en el soporte, conectar las fuentes de carga y aumentar lentamente el volumen de la carga suministrada, anotar lo observado.




Descarga de punta Tablero de destellos

Clavija de conexión en pantalla de seda juego de campanas

A.2 Maquina de Van der Graff:

1) Conecte la máquina de Van der Graff, a la fuente de 250V de C.A. tenga cuidado, si tiene dudas consulte al profesor.

2) Una vez encendido, la faja vertical comenzara a girar, identifique el signo de las cargas de la esfera, con la ayuda de un electroscopio, anote lo observado.

3) Utilice los dispositivos efectuados en los procesos de 9 al 17, anote lo observado.4) Acerque el electroscopio lentamente a la esfera y anote el máximo valor del ángulo

que se desvía las hojuelas.

B. Péndulo Eléctrico:




1) Acerque cualquiera de las barras, sin fronteras, a la esfera de tecnoport que está suspendida en el péndulo eléctrico.

2) Frote la barra de acetato con el paño de seda, luego acérquela a la esfera de tecnoport. Repita la operación frotando la barra de vinilito. Anote sus observaciones.

3) Ponga frente dos esferas de tecnoport suspendidas en los péndulos eléctricos. A continuación frote la barra de vinilito con el paño de lana, luego toque a la esfera 1 y a la esfera 2. Anote sus observaciones.

4) Frote nuevamente la barra de acetato con el paño de seda y la barra de vinilito con el paño de lana y toque la esfera 1 con la barra de acetato y a la esfera2 con la barra de vinilito. Anote sus observaciones.

5) Asigne el nombre que usted desee a las cargas eléctricas obtenidas en el pasos 3 y 4.

6) Frote nuevamente la barra de acetato con el paño de seda, luego toque la esfera 1 y la esfera 2. Anote sus observaciones.

7) Frote nuevamente la barra vinilito con el paño de lana, luego acérquela a la esfera 1 y esfera 2. Anote sus observaciones.

8) Acerque sin tocar la barra de acetato a la esfera 1, simultáneamente acerque sin tocar la barra de vinilito a la esfera 2. Anote sus observaciones.

9) Se nos muestra un electroscopio, aparato que nos permite observar si un cuerpo esta electrizado o no esta. Acerque la barra de acetato previamente frotada con el paño de seda a la esfera metálica del electroscopio. Anote sus observaciones.

10) Manteniendo cerca de la esfera metálica, la barra de acetato, coloque un dedo de su mano sobre la esfera. Anote sus observaciones.

11) Manteniendo cerca de la esfera metálica la barra de acetato, retire el dedo que había colocado sobre ella. Anote sus observaciones.

12) Retire la barra de acetato de la vecindad de la esfera metálica. Anote sus observaciones.

13) Repita los pasos 7, 8, 9 y 10 con la barra de vinilito que ha sido previamente frotada con el paño de lana.




Desarrollo de la práctica




VI. CUESTIONARIO

1) ¿Cómo puede usted determinar el signo de las cargas de las esferas de tecnoport?

Por medio de la inducción magnética cargamos con carga positiva o negativa a la de la esfera de tecnoport. Lo acercamos lentamente a la máquina de van de Graff cargada negativamente y observamos si se atrae o repele. Si atrae el tecnoport la carga será positiva pero si repele al tecnoport la carga será negativa.

2) En las experiencias efectuadas ¿Cómo podría aplicar el principio de superposición? Explique.

Se podría aplicar en el momento que intentamos saber la polaridad de la barra de electrodos ya que hay 3 cuerpos cargados eléctricamente y están interactuando, dos con carga negativa y uno con carga positiva. Entonces podríamos establecer para la esfera del electroscopio (negativo) que hay dos fuerzas sobre él, una de atracción (electrodo positivo) y otra de repulsión (electrodo negativo).

3) ¿Del experimento realizado, se puede deducir que tipo de carga se traslada de un cuerpo a otro?

Sí. Porque los cuerpos los podemos cargar por frotamiento, adquiriendo ambos diferentes cargas que luego se pueden verificar de qué tipo son con el electroscopio; también se pueden cargar por contacto, adquiriendo ambos la misma carga (ya conocida) y si no se conoce se puede usar el electroscopio.

4) Enuncie los tipos de electrización, explique cada caso.

ELECTRIZACIÓN POR FROTAMIENTO

En la electrización por frotamiento, el cuerpo menos conductor retira electrones de las capas exteriores de los átomos del otro cuerpo, quedando cargado de forma negativa, y el que libera electrones queda cargado de forma positiva.

Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones igual al número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa. Si se frota una barra de vidrio con un paño de seda, hay un traspaso de electrones del vidrio a la seda. Si se frota un lápiz de pasta con un paño de lana, hay un traspaso de electrones del paño al lápiz. Ejemplo: Frotas un globo en tu cabeza y luego lo pones cerca de la cabeza de otra persona, verás que su cabello se levanta.




El vidrio adquiere una carga eléctrica positiva al perder un determinado número de cargas negativas (electrones); estas cargas negativas son atraídas por la seda, con lo cual se satura de cargas negativas. Al quedar cargados eléctricamente ambos cuerpos, ejercen una influencia eléctrica en una zona determinada, que depende de la cantidad de carga ganada o perdida, dicha zona se llama campo eléctrico

ELECTRIZACIÓN POR INDUCCIÓNLa electrización por influencia o inducción es un efecto de las fuerzas eléctricas. Debido a que estas se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente en las proximidades de otro neutro atraerá hacia sí a las cargas negativas, con lo que la región próxima queda cargada negativamente. Si el cuerpo cargado es negativo entonces el efecto de repulsión sobre los electrones atómicos convertirá esa zona en positiva. En ambos casos, la separación de cargas inducida por las fuerzas eléctricas es transitoria y desaparece cuando el agente responsable se aleja suficientemente del cuerpo neutro.

ELECTRIZACIÓN POR CONTACTOSe puede cargar un cuerpo neutro con solo tocarlo con otro previamente cargado. En este caso, ambos quedan con el mismo tipo de carga, es decir, si se toca un cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero debe quedar con carga positiva. Esto se debe a que habrá transferencia de electrones libres desde el cuerpo que los posea en mayor cantidad hacia el que los contenga en menor proporción y manteniéndose este flujo hasta que la magnitud de la carga sea la misma en ambos cuerpos. Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros, el número de electrones será igual al número de protones

ELECTRIZACIÓN POR ELECTROLISISLa mayoría de los compuestos inorgánicos y algunos de los orgánicos se ionizan al fundirse o cuando se disuelven en agua u otros líquidos; es decir, sus moléculas se disocian en especies químicas cargadas positiva y negativamente. Si se coloca un par de electrodos en una disolución de un electrólito (compuesto ionizable) y se conecta una fuente de corriente continua entre ellos, los iones positivos de la disolución se mueven hacia el electrodo negativo y los iones negativos hacia el positivo. Al llegar a los electrodos, los iones pueden ganar o perder electrones y transformarse en átomos neutros o moléculas; la naturaleza de las reacciones del electrodo depende de la diferencia de potencial o voltaje aplicado.

ELECTRIZACIÓN POR EFECTO FOTOELECTRICOEs un efecto de formación y liberación de partículas eléctricamente cargadas que se produce en la materia. En el efecto fotoeléctrico externo se liberan electrones en la superficie de un conductor metálico al absorber energía de la luz que incide sobre dicha superficie. Este efecto se emplea en la célula fotoeléctrica, donde los electrones liberados por un polo de la célula, el fotocátodo, se mueven hacia el otro polo, el ánodo, bajo la influencia de un campo eléctrico.




5) ¿Por qué el cuerpo humano es un buen conductor de la electricidad? Explique detalladamente.

Porqué casi el 70% del organismo consta de agua ionizada, un buen conductor de electricidad. De acuerdo con la electrofisiología, ciencia que estudia las reacciones que produce la corriente eléctrica, cada uno de los tejidos de nuestro cuerpo reacciona cuando una descarga circula por el organismo y los efectos biológicos dependen de su intensidad. Se ha descubierto que las partes más sensibles son la retina y el globo ocular, pues ante cualquier estímulo eléctrico producen una sensación luminosa. Le sigue la lengua, la cual manifiesta un sabor alcalino.

6) En la ilustración 6 considere que la bola 1 tiene una carga Q y la bola 2 esta descargada. Considere además que las bolas tienen igual radio r. ¿Qué sucederá?

Si entran en contacto la bola blanca adquirirá carga y ambos se repelerán por ser de cargas del mismo signoPor influencia, la bola blanca empezará a ser atraída por la bola negra. (La bola blanca se polarizará).

7) Siguiendo con la ilustración 6, suponga que mediante algún deslizamiento del hilo la esfera 1, que contiene una carga Q, se pone en contacto con la esfera 2, que esta descargada ¿Qué es lo que se observará?

Si la esfera 1 tuviera el doble de radio que la esfera 2, esta tendría mas superficie, es decir la fuerza de atracción seria mayor que la fuerza producida por la carga del cuerpo neutro como es la otra esfera, formaría el desplazamiento angular, un ángulo de grados.

8) Respecto a la pregunta 5, suponga ahora que la bola 1 tiene un radio 2r y la bola 2 un radio r. si la bola 1, que tiene contiene una carga Q, se pone en contacto con la bola 2 ¿Cuál será la carga que adquiere de la esfera 2?

SI tenemos q+¿¿ como en el caso anterior, las cargas inducidas de la bola blanca se localizan en losextremos, como la bola blanca es más pesada que la negra, ésta atraerá a la negra poniéndose en contacto, entonces la bola blanca cederá los electrones a la bola negra poniéndola en equilibrio, quedando la bola blanca cargada positivamente.




9) En un experimento de electrostática se observa que la distancia entre las esferas idénticas 1 y 2, inicialmente descargadas es de 12cm, (ilustración 6).Luego de transmitirles la misma carga q a ambas esferas estas se separan hasta 16cm ¿Cuál es el valor de esta carga, si la masa de cada una de ellas es de 5g y la longitud de los hilos en los que están suspendidas las esferas es de 30cm?

Se presenta el diagrama de cuerpo libre :

12 cm g = 9.8 m/s2 T

Tenemos la fuerza eléctrica: F = 1 . q . q 4πε0 d2

T. cos α = 1 . q2 ………..(1) 4πε0 ( 16 . 10-2m)2

Pero del grafico T . sen α = m esfera . g

T . ( 896)1/2 = (5.10-3Kg) . (9,8 m/s2) 30

T = 49.10-3N ..…….. (2)

Ahora reemplazamos en (2) en (1):

(49.10-3 N ) . 2 = 1 . q2 30 4πε0 ( 16 . 10-2m)2

Resolviendo la ecuación tenemos que:

q = 9,639 . 10-8 C




10) Un objeto cargado positivamente se acerca a la esfera de un electroscopio y se observa que las laminillas se cierran; y cuando se sigue acercando, sin tocar la esfera, de pronto las hojuelas se abren ¿Qué tipo de carga tiene el electroscopio?

Se sabe que:

Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede determinarse el tipo de carga eléctrica de un objeto aproximándolo a la esfera. Si las laminillas se separan significa que el objeto está cargado con el mismo tipo de carga que el electroscopio. De lo contrario, si se juntan, el objeto y el electroscopio tienen signos opuestos.Basándose en este principio la carga del electroscopio será positiva, ya que se separa al acercar el objeto.

11) Qué función cumple las botellas de Leyden en la máquina de Wimshurst, explique detalladamente.

La botella de Leyden es un dispositivo eléctrico realizado con una botella de vidrio que permite almacenar cargas eléctricas. Históricamente la botella de Leyden fue el primer tipo de condensador.La botella de Leyden es un dispositivo que permite almacenar cargas eléctricas comportándose como un condensador. La varilla metálica y las hojas de estaño o aluminio conforman la armadura interna. La armadura externa está constituida por la capa que cubre la botella. La misma botella actúa como un material dieléctrico (aislante) entre las dos capas del condensador. El nombre de condensador proviene de las ideas del siglo XIX sobre la naturaleza de la carga eléctrica que asimilaban ésta a un fluido que podía almacenarse tras su condensación en un dispositivo adecuado como la botella de Leyden.Este es el principio por el cual, si un rayo cae por diferencia de potencial en un avión, este no sufrirá en su interior ningún tipo de descarga ni alteración eléctrica.

12) Durante el uso del generador electrostático se percibe un color característico, investigue a que se debe. Explique detalladamente.

En 1785 sometió algunos gases a intensas descargas eléctricas generadas con la máquina electrostática. Entre ellos experimentó con oxígeno puro, cuyo volumen se redujo un 5% tras 15 minutos de exposición, y con aire atmosférico, que se redujo un 1,5% después de 30 minutos. Como el volumen de los gases siempre se reducía, dedujo que durante las descargas eléctricas tenían lugar reacciones químicas. Tras aquellos experimentos percibió un olor característico, único y punzante, alrededor del generador; van Marum se refirió al mismo como «el olor de la materia eléctrica». Este olor era producto de la formación de ozono, siendo el primero en científicamente en describirlo.En conclusión a este experimento realizado por Van Marum:Es el olor a Ozono (O3), variedad alotrópica del Oxigeno (O2), que se genera a partir de él, por efecto de las chispas es el olor que `característico´. También se percibe cuando hay una tormenta eléctrica.




13) Explique el poder de las puntas y sus aplicaciones.

En Electrostática, el poder de las puntas está relacionado con la definición de la rigidez dieléctrica. Ésta es el mayor valor de campo eléctrico que puede aplicarse a un aislante sin que se haga conductor. Este fenómeno fue descubierto hace 200 años por Benjamín Franklin, al observar que un conductor con una porción puntiaguda en su superficie, descarga su carga eléctrica a través del aguzamiento y por lo tanto no se mantiene electrizado.Actualmente se sabe que esto se da debido que en un conductor electrizado tiende a acumular la carga en la región puntiaguda. La concentración de carga en una región casi plana es mucho menor que la acumulación de carga eléctrica en un saliente acentuado. Debido a esta distribución, el campo eléctrico de las puntas es mucho más notorio que el de las regiones planas. El valor de la rigidez dieléctrica del aire en la parte más aguzada será sobrepasado antes que en las otras regiones, y será por ello que el aire se volverá conductor y por allí escapará la carga del conductor.

14) Mencione al menos 5 aplicaciones del equipo de Van de Graff.

1. El generador de Van de Graaff es una máquina electrostática que utiliza una cinta móvil para acumular grandes cantidades de carga eléctrica en el interior de una esfera metálica hueca. Las diferencias de potencial así alcanzadas en un generador de Van de Graaff moderno pueden llegar a alcanzar los cinco megavoltios.

El Generador de Van de Graff es una máquina electrostática empleada en física nuclear para producir tensiones muy elevadas.

La correa transporta las cargas hasta el interior de ésta, donde son retiradas por otros peines y llevadas a la superficie de la esfera. A medida que la correa va recogiendo cargas y las transporta hasta la esfera, se crea una diferencia de potencial de hasta 5 millones de voltios, debido a tal funcionamiento el generador Van de Graaff se usa para acelerar un haz de electrones, protones o iones destinado a bombardear núcleos atómicos.

2. La generación de rayos X mediante grandes cantidades de energía.

3. Esterilización de materiales y alimentos por el método de acelerar electrones.

4. En espectáculos para demostrar algunos efectos del alto voltaje.

5. Pruebas experimentales de materiales aisladores industriales para aplicaciones en transmisión de energía a altos voltajes.




VII. CONCLUSIONES

Los electrones se conservan, por lo tanto no se crean ni se destruyan solo se trasladan.

Las cargas eléctricas no son engendradas ni creadas, sino que en el proceso de

adquirir cargas eléctricas unas ceden y otras ganan electrones de modo que hay una equivalencia en transferencia de electrones.

Se comprueba experimentalmente que los cuerpos con cargas eléctricas de igual

especie se repelen mientras que los tiene cargas de distinto signo se atraen.

En todo cuerpo conductor, las cargas se distribuyen superficialmente buscando las

zonas de mayor convexidad. En este caso la distribución de las cargas es uniforme.

Los fenómenos de electrización son por frotamiento, por contacto y por inducción,

los cuales alteran el equilibrio de cargas eléctricas que se encuentran en los cuerpos.

VIII. BIBLIOGRAFÍA

Manual de laboratorio de Electricidad y Magnetismo – Física III SERWAY – JEWETT. Física, para ciencias e ingeniería. Séptima edición. 640 pág.


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