ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA ESPOLINSTITUTO DE CIENCIAS FISICASLABORATORIO DE FISICA C

REPORTE: #1

TITULO DE LA PRCTICA:ELECTRIZACIN

NONBRE DEL ESTUDIANTE:

CARLOS WONG CAZARES

PARALELO:8

PROFESOR: CARLOS MARTINEZ B.

FECHA DE ENTREGA6 de Junio del 2012

TERMINO CORRESPONDIENTE:

2012 2013I Trmino

Tabla de contenidoRESUMEN3ABSTRACT3PALABRAS CLAVE3INTRODUCCION4OBJETIVOS12PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL12OBSERVACIONES Y RESULTADOS14PREGUNTAS17DISCUSIN18CONCLUSION19BIBLIOGRAFIA19V DE GOWIN 20

RESUMEN

En la prctica realizada el 29 de Mayo con el nombre de Electrizacin en el laboratorio de fsica C consisti en siete actividades en las cuales se evidenci, reconoci y explic, lo que es la polarizacin y los procesos de electrizacin por frotacin, induccin y contacto a travs de la realizacin de varios experimentos electrostticos.

En esta prctica se pudo evidenciar las propiedades elctricas de los objetos y como cargarlos mediante el proceso de friccin adems se vio el fenmeno de atraccin y repulsin entre los objetos de igual o distinta carga respectivamente.

Esta prctica consisti en 7 distintas actividades para lo cual en cada una de ellas se deban tomar anotaciones de las observaciones en cada una de las actividades.

ABSTRACT

In practice on 29 May under the name of electrification in the physics laboratory C consisted of seven activities in which evidenced, acknowledged and explained, which is the polarization and the process of electrification by friction, induction and contact through the realization of several experiments electrostatic. This practice was evident the electrical properties of objects and how to load through the process of friction was also the phenomenon of attraction and repulsion between objects the same or different load respectively. This practice consisted of 7 different activities for which in each one of them should take notes of the observations in each of the activities.

PALABRAS CLAVE Induccin Electrforo Frotacin Polarizacin Friccin INTRODUCCIONEn fsica, se denomina electrizacin al efecto de ganar o perder cargas elctricas, normalmente electrones, producido por un cuerpo elctricamente neutro. La electrizacin es uno de los fenmenos que estudia la electrosttica.Para explicar cmo se origina la electricidad esttica, hemos de considerar que la materia est hecha de tomos, y los tomos de partculas cargadas, un ncleo rodeado de una nube de electrones. Normalmente, la materia es neutra (no electrizada), tiene el mismo nmero descargas positivas y negativas. Algunos tomos tienen ms facilidad para perder sus electrones que otros. Si un material tiende a perder algunos de sus electrones cuando entra en contacto con otro, se dice que es ms positivo en la serie Triboelctrica. Si un material tiende a capturar electrones cuando entra en contacto con otro material, dicho material es ms negativo en la serie triboelctrica.Un ejemplo de materiales ordenados de ms positivo a ms negativa es el siguiente:Piel de conejo, vidrio, pelo humano, nylon, lana, seda, papel, algodn, madera, mbar, polyester, poliuretano, vinilo (PVC), tefln.El vidrio frotado con seda provoca una separacin de las cargas porque ambos materiales ocupan posiciones distintas en la serie triboelctrica, lo mismo se puede decir del mbar y del vidrio. Cuando dos materiales no conductores entran en contacto uno de los materiales puede capturar electrones del otro material. La cantidad de carga depende de la naturaleza de los materiales (de su separacin en la serie triboelctrica), y del rea de la superficie que entra en contacto. Otro de los factores que intervienen es el estado de las superficies, si son lisas o rugosas (entonces, la superficie de contacto es pequea). La humedad o impurezas que contengan las superficies proporcionan un camino para que se re combinen las cargas. La presencia de impurezas en el aire tiene el mismo efecto que la humedadEn la escuela hemos frotado el bolgrafo con nuestra ropa y hemos visto como atrae a trocitos de papeles. En las experiencias de aula, se frotan diversos materiales, vidrio con seda, cuero, etc... Se emplean bolitas de sauco electrizadas para mostrar las dos clases de cargas y sus interacciones .De estos experimentos se concluye que:1. La materia contiene dos tipos de cargas elctricas denominadas positivas y negativas. Los objetos no cargados poseen cantidades iguales de cada tipo de carga.2. Cuando un cuerpo se frota la carga se transfiere de un cuerpo al otro, uno de los cuerpos adquiere un exceso de carga positiva y el otro un exceso de carga negativa. En cualquier proceso que ocurra en un sistema aislado la carga total o neta no cambia. 3. Los objetos cargados con carga del mismo signo, se repelen.4. Los objetos cargados con cargas de distinto signo, se atraen.FORMAS DE ELECTRIZACINElectrizacin Por FrotamientoLa electrizacin por frotamiento se explica del siguiente modo. Por efecto de la friccin, los electrones externos de los tomos del pao de lana son liberados y cedidos a la barra de mbar, con lo cual sta queda cargada negativamente y aqul positivamente. En trminos anlogos puede explicarse la electrizacin del vidrio por la seda. En cualquiera de estos fenmenos se pierden o se ganan electrones, pero el nmero de electrones cedidos por uno de los cuerpos en contacto es igual al nmero de electrones aceptado por el otro, de ah que en conjunto no hay produccin ni destruccin de carga elctrica. Esta es la explicacin, desde la teora atmica, del principio de conservacin de la carga elctrica formulado por Franklin con anterioridad a dicha teora sobre la base de observaciones sencillas.Electrizacin Por ContactoLa electrizacin por contacto es considerada como la consecuencia de un flujo de cargas negativas de un cuerpo a otro. Si el cuerpo cargado es positivo es porque sus correspondientes tomos poseen un defecto de electrones, que se ver en parte compensado por la aportacin del cuerpo neutro cuando ambos entran en contacto, El resultado final es que el cuerpo cargado se hace menos positivo y el neutro adquiere carga elctrica positiva. Aun cuando en realidad se hayan transferido electrones del cuerpo neutro al cargado positivamente, todo sucede como si el segundo hubiese cedido parte de su carga positiva al primero. En el caso de que el cuerpo cargado inicialmente sea negativo, la transferencia de carga negativa de uno a otro corresponde, en este caso, a una cesin de electrones.Electrizacin Por InduccinLa electrizacin por influencia o induccin es un efecto de las fuerzas elctricas. Debido a que stas se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente en las proximidades de otro neutro atraer hacia s a las cargas negativas, con lo que la regin prxima queda cargada negativamente. Si el cuerpo cargado es negativo entonces el efecto de repulsin sobre los electrones atmicos convertir esa zona en positiva. En ambos casos, la separacin de cargas inducida por las fuerzas elctricas es transitoria y desaparece cuando el agente responsable se aleja suficientemente del cuerpo neutro.Conductores, Aisladores Y SemiconductoresCuando un cuerpo neutro es electrizado, sus cargas elctricas, bajo la accin de las fuerzas correspondientes, se redistribuyen hasta alcanzar una situacin de equilibrio. Algunos cuerpos, sin embargo, ponen muchas dificultades a este movimiento de las cargas elctricas por su interior y slo permanece cargado el lugar en donde se deposit la carga neta. Otros, por el contrario, facilitan tal redistribucin de modo que la electricidad afecta finalmente a todo el cuerpo. Los primeros se denominan aisladores y los segundos conductores.Esta diferencia de comportamiento de las sustancias respecto del desplazamiento de las cargas en su interior depende de su naturaleza ntima. As, los tomos de las sustancias conductoras poseen electrones externos muy dbilmente ligados al ncleo en un estado de semilibertad que les otorga una gran movilidad, tal es el caso de los metales. En las sustancias aisladoras, sin embargo, los ncleos atmicos retienen con fuerza todos sus electrones, lo que hace que su movilidad sea escasa.

Electroscopio Elelectroscopioes un aparato que permite detectar la presencia de campos elctricos en un cuerpo e identificar el signo de los mismos.El electroscopio sencillo consiste en una varilla metlica vertical que tiene unaesferaen la parte superior (gaz) y en el extremo opuesto dos lminas deoroo dealuminiomuy delgadas. La varilla est sostenida en la parte superior de una caja devidriotransparente con un armazn decobreen contacto con tierra. Al acercar un objeto electrizado a la esfera, la varilla se electriza y las laminillas cargadas con igual signo de electricidad se repelen, separndose, siendo su divergencia una medida de la cantidad de carga que han recibido. La fuerza de repulsin electrosttica se equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el objeto de la esfera, las lminas, al perder lapolarizacin, vuelven a su posicin normal.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 cargado 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 electroscopio de hojuelas de oro fue inventado por William Guilbert en 1600.Explicacin de su funcionamientoUn electroscopio es un dispositivo que permite detectar la presencia de un objeto cargado aprovechando el fenmeno de separacin de cargas porinduccin.Si acercamos un cuerpo desnudo cargado con carga positiva, por ejemplo unbolgrafoque ha sido frotado con un pao, las cargas negativas del conductor experimentan una fuerza atractiva hacia el bolgrafo. Por esta razn se acumulan en la parte ms cercana a ste. Por el contrario las cargas positivas del conductor experimentan una fuerza de repulsin y por esto se acumulan en la parte ms lejana al bolgrafo.Lo que ha ocurrido es que las cargas se han desplazado, pero la suma de cargas positivas es igual a la suma de cargas negativas. Por lo tanto la carga neta del conductor sigue siendo nula.Consideremos ahora que pasa en el electroscopio. Recordemos que un electroscopio est formado esencialmente por un par de hojas metlicas unidas en un extremo. Por ejemplo una tira larga depapel de aluminiodoblada al medio.Si acercamos el bolgrafo cargado al electroscopio, como se indica en la figura, la carga negativa ser atrada hacia el extremo ms cercano el bolgrafo, mientras que la carga positiva se acumular en el otro extremo, es decir que se distribuir entre las dos hojas del electroscopio.La situacin se muestra en la figura: los dos extremos libres del electroscopio quedaron cargados positivamente y como las cargas de un mismo signo se rechazan las hojas del electroscopio se separan.Si ahora alejamos el bolgrafo, las cargas positivas y negativas del electroscopio vuelven a redistribuirse, la fuerza de repulsin entre las hojas desaparece y se juntan nuevamente.Qu pasa si tocamos con un dedo el extremo del electroscopio mientras esta cerca del bolgrafo cargado? La carga negativa acumulada en ese extremo "pasar" a la mano y por lo tanto el electroscopio queda cargado positivamente. Debido a esto las hojas no se juntan cuando alejamos el bolgrafo

Electrforo En lafsica experimental, elelectrforoes un generador deelectricidad estticade tipocapacitivoformado por uncondensadorde plato simple, operado manualmente. Produce cargas electrostticas mediante un proceso deinduccin electrosttica.

El primer electrforo fue inventado en 1762 por el profesorJohannes Carl Wilcke. Luego el cientfico italianoAlessandro Voltaperfeccion y populariz este dispositivo en 1775, lo que ha llevado a acreditarle errneamente su invencin.Alessandro Voltaacu el trminoelectrforoa partir del griego ('lektron'), y ('phero'), es decir,portador deelectricidad.

Otros generadores deelectricidad estticaque emplean el mismo principio de induccin electrosttica son lamquina de Wimshursty elgenerador de Van de Graaff.

El objetivo delelectrforoes cargar positivamente un disco de materialconductor.Est formado por: Un disco de material conductor, generalmente metlico, con un mango aislante para sostenerlo (en el dibujo superior se ve el mango, en los esquemas debajo no est representado). Una lmina de material aislante. En la versin original era una torta de resina. Piel de gato (en la versin original), piel de conejo, o un simple tejido de lana bien seco, ms fcil de conseguir.

FuncionamientoEl electrforo funciona de la siguiente manera:1. En primer lugar, frotamos la superficie superior de la torta de resina o de la lminaaislantecon la piel de gato o conejo (del lado de los pelos), o con un tejido delana, a fin de que la superficie quedecargadanegativamente porfriccin. Una vez que el aislante est cargado, acercamos el disco metlico sostenindolo por el mango aislante (figura 1), con lo que tanto el disco conductor, como la torta de resina o la lmina aislante, sepolarizan, situndose las cargas negativas del conductor en la superficie superior como consecuencia de la repulsin ejercida por las cargas negativas que el material aislante tiene en su superficie.2. Apoyamos el disco conductor encima del aislante, en contacto. Como el aislante tiene exceso de carga negativa supotenciales negativo; como estn prximos, el potencial del disco metlico neutro tambin es negativo.3. Conectamos el disco conductor atierra(si no tenemos algo que sirva de toma de tierra, basta con que lo toquemos con un dedo); como la tierra est a potencial de 0 V y el disco metlico tiene un potencial negativo, el disco tiende a perder carga negativa. Se origina unacorrientede carga negativa (circulacin deelectrones) desde el disco hasta la tierra, que cesa cuando el potencial del disco es 0 V. Esto sucede cuando el disco queda cargado positivamente de forma que su potencial positivo se anula con el negativo generado por el aislante, con lo que el potencial total es de 0 V. Dicho de otra manera, as referimos a tierra el potencial de la cara superior del material aislante.4. Desconectamos el disco metlico de la toma de tierra, el potencial elctrico sigue siendo de 0 V.5. Separamos el disco metlico del aislante, agarrndolo por el mango, ya que si tocsemos el disco con la mano, en el momento en que alejsemos el disco de la lmina aislante, el potencial del disco pasara de 0 V a un potencial positivo, con lo que electrones de nuestro cuerpo pasaran al disco, descargndolo. Esta accin de alejar el disco del material aislante cargado es la que inducir en el disco metlico una carga de algunos miles de voltios.Ahora el disco metlico ha quedado cargado positivamente; si tiene una carga suficiente y acercamos un dedo al disco sin tocarlo, veremos que salta una chispa entre nuestro dedo y el disco, que quedar as descargado.La carga del disco metlico puede emplearse para distintos experimentos. Por ejemplo, si se pone el disco en contacto con un conductor aislado, se comprobar que la carga puede ser transportada a distancia. Como la carga esttica que la base dielctrica adquiri por frotamiento no se gasta durante el proceso de cargar el disco conductor, ste puede volver a cargarse muchas veces sin necesidad de frotarla nuevamente. Esto es as, porque la energa empleada para cargar el disco no es suministrada por la carga de la base dielctrica, sino por el trabajo mecnico de separar el disco de la base. Es por esta razn que Volta lo llamelettroforo perpetuo. En realidad, se lo use o no, la carga de la base dielctrica va perdindose lentamente a lo largo de las horas o das, sobre todo si hay altahumedad relativa ambiente, debido a la recombinacin con las partculas de la atmsfera que posean carga de signo opuesto.El cientfico alemnGeorg Christoph Lichtenbergconstruy en 1777 uno de los mayores electrforos que se han hecho. Tena poco menos de dos metros de dimetro, y el disco metlico deba subirse y bajarse con un sistema de poleas. Se reportaron chispas de hasta 38 cm (casi 400 000 voltios). Lichtenberg emple estas descargas para crear extraos dibujos ramificados, arborescentes, conocidos comoFiguras de Lichtenberg.Algunos otros pocos materiales aislantes, como ciertos vidrios especiales, pueden producir tensiones de polaridad invertida.

OBJETIVOSEvidenciar, reconocer y explicar, lo que es la polarizacin y los procesos de electrizacin por frotacin, induccin y contacto a travs de la realizacin de varios experimentos electrostticos.Objetivos especficos de aprendizajea) Identificar los materiales de acuerdo a sus propiedades elctricas.b) Observar y reconocer la electrizacin por frotacinc) Observar y reconocer la electrizacin por induccin d) Observar y reconocer la electrizacin por contactoe) Observar y reconocer una conexin a tierraf) Evidenciar los efectos de la polarizacin electrostticag) Construir y explicar el funcionamiento de un electroscopioh) Construir y explicar el funcionamiento de un electrforoi) Explicar el funcionamiento del generador de Van de GraaffPROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL1. Clasificacin De Los Materiales De Acuerdo A Sus Propiedades Elctricas.

De los materiales que ha trado indique cuales son conductores y cuales aisladores.

2. Pegando una lamina de acetato y un globo a la pared

Frote una lmina de acetato contra la portada de un cuaderno o frtela con un abrigo, pauelo o un pedazo de papel. Luego intntela pegarla contra la pared. Luego intntela frotar pero aislando su mano con un papel o pauelo. Repita el procedimiento pero con globo. Anote los resultados.

3. Acetatos Pegajosos

Coloque 2 acetatos en la mesa y frtelos varias veces con papel. Tome los acetatos en la orilla, uno en cada mano. Acercar los lados frotados sin que se toquen. Luego acerque los lados no frotados. Repita el procedimiento, ahora con cinta adhesiva.

4. Limpiadores Electrostticos

CONFETIS SALTARINES

Esparcir en un vidrio o plstico transparente un puado de confeti. Frotar un acetato con pauelo de seda varias veces. Poner la cara del acetato frotado sobre el recipiente de vidrio. Anotar lo observado.

GLOBO ATRAYENTE

Espolvorear sal o pimienta molida sobre una hoja de papel. Inflar un globo y anudarlo. Frotar el globo con seda. Acercar la parte frotada del globo a la sal o pimienta. Anotar lo observado.

REGLA PEGAJOSA

Frote una regla de plstico con un pauelo de lana o un abrigo. Acrquela a pequeos trocitos de papel colocados sobre un cuaderno. Anote lo observado.

4.4 Un Solo Toque

Frote una regla de plstico nuevamente. Luego toque la regla con su dedo Acrquela a los trocitos de papel nuevamente y anote lo observado.

5. El Electroscopio

Construya un electroscopio casero utilizando investigaciones y bibliografas varias. Acerque un cuerpo cargado negativamente a la pelota de aluminio. Ahora uno cargado positivamente. Nuevamente acerque dicho cuerpo pero toque la parte metlica del electroscopio. Anote dichas observaciones

6. El Pndulo

Consulte los materiales para construir dicho pndulo. Acerque un cuerpo cargado al pndulo, evite ponerlos en contacto. Vuelva a hacer lo mismo pero haga contacto con el pndulo. Envuelva el pndulo con papel aluminio y repita lo anterior.

OBSERVACIONES Y RESULTADOS

Actividad 1En este procedimiento se procedi a separar los materiales conductores de aislantesActividad 2Acetato

Por electrizacin, el acetato se quedo pegado en la pared, como lo observamos en dicha imagen.

Globo a la paredLuego de frotar el globo sucedi que se quedo pegado por electrizacin

Al acercar el globo cargado el flujo de agua se movi evitando tocar el globo.

Actividad 3Ambos acetatos se repelieron ya que estn igual cargados, y al rotarlos pasa lo mismo porque la carga esta tambin distribuida al posterior y del mismo signo.

Actividad 4Confetis saltarines

Observamos que dichos confetis eran atrados por el acetato repetidas veces.

Globo atrayente

Observamos que el globo atrajo literalmente a la sal (imagen a la izq.), dndonos la sensacin de ser un limpiador de verdad.

Regla pegajosa

Observamos que la regla atrajo los papelitos. Como se muestra en la foto.

Actividad 5

Observamos que al atraerla con un objeto positivo (En este caso usamos el Genereador Van Graaff), las laminas se movieron como se muestra en la imagen.

Actividad 6

Al acercar un objeto cargado positivamente el pndulo se acercaba, y al tocarlo quedo cargado; como se muestra en la imgenes (arriba)

PREGUNTAS

Influye la humedad en la obtencin de los resultados de los experimentos de esta prctica?En qu forma?Los objetos cargados elctricamente tienden a perder su carga con mayor rapidez, dificultando la observacin de algunos fenmenos.

Por qu las hojas del electroscopio se separan cuando se acerca la barra?Porque la barra ya sea que est cargada positivamente o negativamente, transfiere estas cargas y estas cargas llegan a las hojas y las separan.

Para qu propsito sirvi su dedo cuando toc el electroscopio?Para dejar el electroscopio con cargas positivas.

Qu tipo de carga adquiere un electroscopio cuando se carga por contacto?La carga de la barra y si se conecta a tierra bajan los electrones y queda positiva.

DISCUSINEn esta prctica de Electrizacin se obtuvo los resultados esperados, aunque debemos decir que en la actividad numero uno a nadie de los compaeros el globo se pego en la pared.

Ya que al realizar la friccin del globo con el papel al parece el globo si se quedaba pegado pero el peso del globo le ganaba a la fuerza de atraccin elctrica; la prctica se realizo en 3 oportunidades, no obteniendo el resultado requerido.

Por esto el Ing. Carlos Martnez profesor de esta clase mando a realizar esta prctica en casa; en mi caso al realizar esta actividad en casa el globo si se pego pero tuve que frotar durante aproximadamente diez minutos y hice friccin con mi brazo no con papel o una franela como lo indica el libro de prcticas.

Adems tambin debo decir que al parecer ya que el aire acondicionado al principio estuvo prendido y luego fue apagado al parecer esto afecto ya que al parecer esto afecto haciendo que en los cuerpos la carga dure poco tiempo y esto dificulto la prctica.

Con respecto al electroscopio y el pndulo se utlizo el generador de Van de Graaff para agilitar un poco la realizacin de la prctica ya que al durar poco la carga en los cuerpo se tornaba difcil observar los fenmenos de movimiento del pndulo y separacin de laminas de aluminio para cada uno de los casos.

En las dems actividades no hubo mayor dificultad, ya que se pudo llegar a los resultados requeridos en la prctica.

CONCLUSION

Se evidenci, reconoci y explic, lo que es la polarizacin y los procesos de electrizacin por frotacin, induccin y contacto a travs de la realizacin de varios experimentos electrostticos.Se explic los procesos de electrizacin, que pueden ser por frotacin, induccin y contacto.Se not que cargas del mismo signo se repelen y de diferentes tienden a traerse.Tambin podemos concluir que el Generador de Van de Graff gener grandes potenciales electrostticos.Concluimos que el electroscopio puede ser cargado por induccin.Se concluye que cuando un cuerpo esta electrizado, por contacto a tierra este vuelve a un estado neutral porque hace tierra en la cual el planeta cede electrones o los recibe para mantener dicho equilibrio.

BIBLIOGRAFIA Gua de Laboratorio de Fsica C. ICF - ESPOL. Revisin III http://es.wikipedia.org/wiki/Electrizaci%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/electroscopio http://es.wikipedia.org/wiki/carga_electrica http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electrico

V DE GOWIN

ELECTRIZACION CONCEPTUAL/TERICOMETODOLGICO

TEORIAElectrizacinSe denomina electrizacin al efecto de ganar o perder cargas elctricas, normalmente electrones, producido por un cuerpo elctricamente neutro. La electrizacin es uno de los fenmenos que estudia la electrosttica.

AFIRMACION:Se pueden carga distintos objetos mediante distintos mtodos como induccin friccin y contacto entre los objetos.

ANALISIS: Observacin de los fenmenos

CONCEPTOS CLAVESInduccinElectrforoFrotacinPolarizacin Friccin

CONCLUSIONSe evidenci, reconoci y explic, lo que es la polarizacin y los procesos de electrizacin por frotacin, induccin y contacto a travs de la realizacin de varios experimentos electrostticos.Se explic los procesos de electrizacin, que pueden ser por frotacin, induccin y contacto.

RESULTADOSCargar elctricamente distintos objetos a travs de los distintos mtodos antes mencionados.Carlos Wong Cazares