Capacitancia

EXPERIMENTO

CONDENSADOR

BOTELLA DE LEYDEN

MATERIALES:

v  ALAMBRE DE COBRE

v  RECIPIENTE CILINDRICO

v  PAPEL ALUMINIO

v  PIJA

PROCEDIMIENTO PARA ELABORAR LA BOTELLA DE LEYDEN :

 
1.       CORTAR EL PAPEL ALUMINIO Y ENRROLLARLO

 2.       COLOCAR EL PAPEL ALUMINIO ENRROLLADO DENTRO DEL RECIPIENTE CILINDRICO

 3.       COLOCAR LA PIJA EN LA TAPA DEL RECIPIENTE

 4.       ENROLLAR EL PAPEL ALUMINIO POR FUERA DEL RECIPIENTE

 5.       ELABORAR UN ANILLO DE ALAMBRE Y COLOCARLO ALRREDEDOR DEL RECIPIENTE Y DEJAR UNA PUNTA SALIENTE PARA QUE TOPE CON LA PIJA

 6.       ENRROLLAR EN LA PIJA OTRO PEDAZO DE ALAMBRE CON UNA PUNTA SALIENTE

PROCEDIMIENTO PARA OBSERVAR RESULTADOS:

1.       CON UNA CARGA ESTATICA YA SEA DE TELA O ALGUN APARATO QUE LA PUEDA GENERAR PROPIAMENTE COLOCARLA EN UN SITIO OBSCURO

 2.       APAGANDO LAS LUCES PRENDEMOS EL TELEVISOR Y COLOCAMOS SERCA LA BOTELLA DE LEYDEN

 3.       ESPERAMOS POR 10,20 Y 30s

 4.       APAGAMOS EL TELEVISOR

 5.       TOCAMOS LA PUNTA QUE SALE DEL ANILLO Y LA COLOCAMOS EN LA PIJA

 6.       OBSERVAMOS

RESULTADOS

OBSERVAMOS COMO SE DESPRENDIÓ UNA CHISPA DE LA PIJA DEBIDO ALA CARGA QUE SE GENERO AL PONERLA EN CONTACTO CON EL TELEVISOR

Y OBSERVAMOS QUE

CALCULOS:

EN UN TIEMPO DE 1Os LA CHISPA DE LUZ FUE MUY CORTA

EN UN TIEMPO DE 20s LA CHISPA DE LUZ FUE UN POQUITO MAS LUMINOSA

EN UN TIEMPO DE 30s LA CHISPA DE LUZ FUE MUCHO MAS LUMINOSA QUE EN 10 Y 20s

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.
HISTORIA

En 1746, Pieter van Musschenbroek, que trabajaba en la Universidad de Leiden, efectuó un experimento para comprobar si una botella llena de agua podía conservar cargas eléctricas. Esta botella consistía en un recipiente con un tapón al cual le atraviesa una varilla metálica que queda sumergida en el líquido. La varilla tiene una forma de gancho en la parte superior al cual se le acerca un conductor cargado eléctricamente. Durante la experiencia un asistente separó el conductor y recibió una fuerte descarga al aproximar su mano a la varilla.
Un año más tarde el británico William Watson descubrió que aumentaba la descarga si la envolvía con una capa de estaño. Siguiendo los nuevos descubrimientos, Jean Antoine Nollet tuvo la idea de reemplazar el líquido por hojas de estaño, quedando desde entonces esta configuración de la botella

que se utiliza actualmente para experimentos. Watson pudo transmitir una descarga eléctrica de manera espectacular produciendo una chispa eléctrica desde una botella de Leyden a un cable metálico que atravesaba el río Támesis en 1747. Las botellas de Leyden eran utilizadas en demostraciones públicas sobre el poder de la electricidad. En ellas se producían descargas eléctricas capaces de matar pequeños ratones y pájaros.
FUNCIONAMIENTO
La botella de Leyden es un dispositivo que permite almacenar cargas eléctricas comportándose como un condensador o capacitor. La varilla metálica y las hojas de estaño 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.

EXPERIMENTO

Se desarrolla con una botella de cristal, en la cual, se corta un trozo

de lámina de aluminio de uso doméstico y con esto y con un rollo de película fotográfica, se envuelve el frasco. Posteriormente se coloca en el interior otro trozo de lámina de aluminio. En este punto del experimento podría emplearse pegamento pero existe el peligro de que los gases liberados en el interior puedan hacer explotar el frasco.
Se realiza una perforación en la tapa de la botella y se introduce en esta un tornillo y se asegura en la parte interior de la botella con un trozo de alambre obtenido de un clip para papel. Este alambre debe hacer contacto con la lámina que se ha colocado en el interior. Con un trozo de cable (con varios hilos) y se sujeta en la parte de arriba del tornillo; a esta parte se le conoce como "cepillo de colección".
Como generador se utiliza un tubo de PVC que se frota con un paño o un trozo de tela para generar electricidad estática. El aparato se hace funcionar colocando la botella de Leyden en el borde de una mesa, luego se debe hacer que el cepillo de colección toque al tubo de PVC, mientras esto se realiza, se desliza frotando en el paño o tela. El alambre que sale de la botella de Leyden es una conexión a tierra. Se puede sujetar el frasco por la parte que tiene la lámina de aluminio y no se recibirá una descarga si no se toca la lámina y el tornillo.

Condensadores

Básicamente un condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Está formado por dos armaduras metálicas paralelas (generalmente de aluminio) separadas por un material dieléctrico.
Va a tener una serie de características tales como capacidad, tensión de trabajo, tolerancia y polaridad, que deberemos aprender a distinguir
Aquí a la izquierda vemos esquematizado un condensador, con las dos láminas = placas = armaduras, y el dieléctrico entre ellas. En la versión más sencilla del condensador, no se pone nada entre las armaduras y se las deja con una cierta separación, en cuyo caso se dice que el dieléctrico es el aire.

·         Capacidad: Se mide en Faradios (F), aunque esta unidad resulta tan grande que se suelen utilizar varios de los submúltiplos, tales como microfaradios (µF=10-6 F ), nanofaradios (nF=10-9 F) y picofaradios (pF=10-12 F).

·         Tensión de trabajo: Es la máxima tensión que puede aguantar un condensador, que depende del tipo y grososr del dieléctrico con que esté fabricado. Si se supera dicha tensión, el condensador puede perforarse (quedar cortocircuitado) y/o explotar. En este sentido hay que tener cuidado al elegir un condensador, de forma que nunca trabaje a una tensión superior a la máxima.

·         Tolerancia: Igual que en las resistencias, se refiere al error máximo que puede existir entre la capacidad real del condensador y la capacidad indicada sobre su cuerpo.

·         Polaridad: Los condensadores electrolíticos y en general los de capacidad superior a 1 µF tienen polaridad, eso es, que se les debe aplicar la tensión prestando atención a sus terminales positivo y negativo. Al contrario que los inferiores a 1µF, a los que se puede aplicar tensión en cualquier sentido, los que tienen polaridad pueden explotar en caso de ser ésta la incorrecta.

Tipos de Condensadores:

Electrolíticos. Tienen el dieléctrico formado por papel impregnado en electrólito. Siempre tienen polaridad, y una capacidad superior a 1 µF. Arriba observamos claramente que el condensador nº 1 es de 2200 µF, con una tensión máxima de trabajo de 25v. (Inscripción: 2200 µ / 25 V).
Abajo a la izquierda vemos un esquema de este tipo de condensadores y a la derecha vemos unos ejemplos de condensadores electrolíticos de cierto tamaño, de los que se suelen emplear en aplicaciones eléctricas (fuentes de alimentación, etc...).

Electrolíticos de tántalo o de gota. Emplean como dieléctrico una finísima película de óxido de tantalio amorfo , que con un menor espesor tiene un poder aislante mucho mayor. Tienen polaridad y una capacidad superior a 1 µF. Su forma de gota les da muchas veces ese nombre.

De poliester metalizado MKT. Suelen tener capacidades inferiores a 1 µF y tensiones de trabajo a partir de 63v. Más abajo vemos su estructura: dos láminas de policarbonato recubierto por un depósito metálico que se bobinan juntas. Aquí al lado vemos un detalle de un condensador plano de este tipo, donde se observa que es de 0.033 µF y 250v. (Inscripción: 0.033 K/ 250 MKT).

De poliéster. Son similares a los anteriores, aunque con un proceso de fabricación algo diferente. En ocasiones este tipo de condensadores se presentan en forma plana y llevan sus datos impresos en forma de bandas de color, recibiendo comúnmente el nombre de condensadores "de bandera". Su capacidad suele ser como máximo de 470 nF.

De poliéster tubular. Similares a los anteriores, pero enrollados de forma normal, sin aplastar.

Cerámico "de lenteja" o "de disco". Son los cerámicos más corrientes. Sus valores de capacidad están comprendidos entre 0.5 pF y 47 nF. En ocasiones llevan sus datos impresos en forma de bandas de color.

Cerámico "de tubo". Sus valores de capacidad son del orden de los picofaradios y generalmente ya no se usan, debido a la gran deriva térmica que tienen (variación de la capacidad con las variaciones de temperatura).

FUENTES: http://www.planetaelectronico.com/cursillo/tema2/tema2.3.html

Potencial Electrico

EXPERIMENTO:

“CAMPO ELECTRICO Y POTENCIAL ELECTRICO”

MATERIALES

1.       Recipiente De Plastico

2.       Bateria de 6 volt.

3.       Cable Pot No.14

4.       Voltimetro

5.       Laminas

6.       Agua

PROCEDIMIENTO:

v  Marcamos una hoja con cuadrantes

v  La colocamos en el recipiente, mas tarde colocaremos agua al recipiente

v  Colocaremos las placas de metal en los extremos

v  Del polo + de la pila colocaremos un cable asia una laminilla

v  Del polo – coloremos un cable ala otra laminilla

v  Con el cable negro que es neutro del voltímetro lo colocaremos en el mismo lugar donde colocamos el cable del polo –

v  El cable rojo que es el positivo del voltímetro lo manipularemos dentro del agua para seguir los cuadrantes

Potencial Eléctrico

El potencial eléctrico es una magnitud escalar que caracteriza cada punto de un campo eléctrico. El potencial en un punto de un campo es el trabajo realizado al mover una carga unidad y positiva desde el infinito hasta el punto considerado. El trabajo se realiza contra las fuerzas de origen eléctrico creadas por sobre la carga. Por tanto, de acuerdo con la expresión que proporciona la energía potencial en un punto de un campo, el potencial Vf en un punto f de un campo eléctrico estar dado por .La unidad del potencial es el julio / culombio o voltio, V. Resumiendo, dado un campo eléctrico, cada punto del campo esta caracterizado por un valor escalar: el potencial eléctrico V en ese punto. Y dada una carga eléctrica en un campo eléctrico, la carga poseerá una energía potencial eléctrica U en cada punto del campo.

Una carga eléctrica puntual q (carga de prueba) tiene, en presencia de otra carga q₁(carga fuente), una energía potencial electrostática. De modo semejante a la relación que se establece entre la fuerza y el campo eléctrico, se puede definir una magnitud escalar, potencial eléctrico (V) que tenga en cuenta la perturbación que la carga fuente q₁ produce en un punto del espacio, de manera que cuando se sitúa en ese punto la carga de prueba, el sistema adquiere una energía potencial.

El potencial eléctrico creado por una carga q₁ en un punto a una distancia r se define como:

por lo que una carga de prueba q situada en ese punto tendrá una energía potencial Udada por:

El potencial depende sólo de la carga fuente y sus unidades en el Sistema Internacional son los voltios (V). El origen para el potencial se toma en el infinito, para mantener el criterio elegido para la energía.

Para calcular el potencial en un punto generado por varias cargas fuente se suman los potenciales creados por cada una de ellas, teniendo en cuenta que es una magnitud escalar y que será positivo o negativo dependiendo del signo de la carga fuente.

El trabajo realizado por la fuerza electrostática para llevar una carga q desde un puntoA a un punto B se puede expresar entonces en función de la diferencia de potencial entre A y B:

Bajo la única acción de la fuerza electrostática, todas las cargas tienden a moverse de modo que el trabajo de la fuerza sea positivo, es decir, de modo que disminuye su energía potencial. Esto significa que:

.

las cargas de prueba positivas se mueven hacia donde el potencial eléctrico disminuye y las cargas de prueba negativas se mueven hacia donde el potencial aumenta

Recordando la definición de trabajo de una fuerza:

Podemos obtener la relación entre el campo eléctrico y la diferencia de potencial entre dos puntos:

De esta expresión se deduce que en una región del espacio en la que el campo eléctrico es nulo, el potencial es constante.

Para calcular el campo eléctrico a partir del potencial se utiliza el operador gradiente, de modo análogo a cómo se obtiene la fuerza a partir de la energía potencial:

Superficies equipotenciales

Las superficies equipotenciales son aquellas en las que el potencial toma un valor constante. Por ejemplo, las superficies equipotenciales creadas por cargas puntuales son esferas concéntricas centradas en la carga, como se deduce de la definición de potencial (r = cte).

Superfices equipotenciales creadas por una carga puntual positiva (a) y otra negativa (b)

Si recordamos la expresión para el trabajo, es evidente que:

.

cuando una carga se mueve sobre una superficie equipotencial la fuerza electrostática no realiza trabajo, puesto que la ΔV es nula.

Por otra parte, para que el trabajo realizado por una fuerza sea nulo, ésta debe ser perpendicular al desplazamiento, por lo que el campo eléctrico (paralelo a la fuerza)es siempre perpendicular a las superficies equipotenciales. En la figura anterior (a) se observa que en el desplazamiento sobre la superficie equipotencial desde el punto A hasta el B el campo eléctrico es perpendicular al desplazamiento.

Las propiedades de las superficies equipotenciales se pueden resumir en:

Las líneas de campo eléctrico son, en cada punto, perpendiculares a las superficies equipotenciales y se dirigen hacia donde el potencial disminuye.

El trabajo para desplazar una carga entre dos puntos de una misma superficie equipotencial es nulo.

                    FUENTE  LIBRO DE CONCEPTOS Y APLICACIONES  TIPPENS

Electrostatica

Con el estudio de la electrostática se da inicio a la búsqueda del conocimiento que nos permitirá comprender algunos fenómenos eléctricos. La electrostática es el punto de partida para el estudio del fenómeno de la electricidad, su control por parte del hombre y, por cierto, es la base de numerosas aplicaciones científicas y tecnológicas.

¿Qué es la electrostática?

La electrostática es la rama de la física que estudia los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en reposo, sabiendo que las cargas puntuales son cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables frente a otras dimensiones del problema. La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen. Podríamos decir que es el área de la física que se encarga de estudiar fenómenos asociados a cargas eléctricas en reposo. 

¿Qué entenderemos como carga eléctrica?

Ya desde la antigüedad se sabía que al frotar objetos se obtenía como consecuencia la propiedad que adquirían para atraer pequeñas partículas. Posteriormente se descubre que dos objetos de la misma naturaleza frotados por un mismo objeto se repelen entre sí, por ejemplo dos barras de caucho frotadas con un paño; al acercar entre sí las barras estas se repelen. También se descubrió que dos materiales distintos al ser frotados por un mismo objeto tiene la propiedad de atraerse, por ejemplo una barra de caucho y una de vidrio frotadas por un paño; al acercarse entre sí éstas se atraen. Bueno, entonces se dijo que unos tenían carga eléctrica de un tipo y los otros de otro tipo.

Posteriormente fue Benjamín Franklin quien les asignó los nombres de cargas positivas y cargas negativas.

¿Cuándo un cuerpo está cargado eléctricamente?

Veamos: Un cuerpo cualquiera está formado por moléculas y éstas están formadas por átomos. Los átomos poseen, básicamente, tres tipos de partículas: electrones, protones y neutrones. Se ha descubierto que los electrones y los protones tienen propiedades eléctricas mientras que los neutrones no la poseen. A los electrones se les asignó la propiedad de tener carga negativa y a los protones carga positiva. Se dice, entonces, que un cuerpo está cargado  negativamente si tiene un exceso de electrones y está cargado  positivamente si tiene una ausencia de electrones, es decir, si tiene más protones que electrones.

¿Cómo se puede producir el hecho de que a un cuerpo le “sobren” o le “falten” electrones?

Para entender esto tenemos que comprender la dinámica de los átomos y al respecto diremos, por ahora, que lo más probable es que al tomar un cuerpo cualquiera éste no posea carga eléctrica, pero esto no significa que no tenga electrones ni protones, no!, sigue teniéndolos pero de ambos tiene la misma cantidad. Se puede deducir, entonces, que la carga negativa de un electrón se anula con la carga positiva de un protón. Por lo tanto, al tener un cuerpo la misma cantidad de electrones que protones, eléctricamente se dice que está neutro o que está sin carga. 

Bien, ocurre si asumimos que un átomo tiene una forma parecida a nuestro Sistema Solar, es decir: alrededor de un cuerpo central hay otros que están girando a su alrededor. En el caso del átomo, visto de ésta manera, el cuerpo central se denomina núcleo y en éste están los protones y los neutrones, férreamente unidos, y los cuerpos que giran alrededor del núcleo son los electrones, ocupando – ellos – órbitas distintas. 

Los electrones por sus posiciones orbitales tienen cierta cantidad de energía que los liga al núcleo. 

A los que están más cerca del núcleo los une una mayor cantidad de energía y los que están enórbitas más lejanas tienen una menor energía que los liga al átomo. 

El electrón que ocupa la última órbita, debido a su menor energía que lo liga al núcleo, puede - con facilidad - “escaparse” de su órbita e ir en camino a “buscar” una órbita que dejó libre otro electrón en otro átomo. Es normal que ocurra esto en todo cuerpo, esté o no cargado eléctricamente.

A los electrones que están en viaje entre átomo y átomo les llamaremos electrones libres.

Algunas propiedades de un cuerpo cargado eléctricamente.

 - Un aspecto que es interesante es en relación a la cantidad de carga que puede recibir un cuerpo. Se ha descubierto que solo puede recibir cantidades determinadas por números enteros de electrones, que es la unidad de carga eléctrica. Un cuerpo no puede, por ejemplo, tener una parte decimal de electrones pues estos no se pueden dividir. Respecto a esto un científico diría que la carga está cuantizada. Esto fue descubierto por Robert Millikan en 1909.

- Ya se ha mencionado anteriormente que cargas del mismo tipo se repelen y de distinto tipo se atraen. Esta atracción o repulsión entre cuerpos cargados eléctricamente permite la introducción de la existencia de fuerzas eléctricas, que serían de atracción o de repulsión. 

- Alrededor de un cuerpo o partícula cargada eléctricamente se forma una zona en donde otro cuerpo o partícula cargada eléctricamente va a ser atraída o repelida por la primera, a esta zona se le llama campo eléctrico.

- Por último, y no por que sea menos importante, mencionaremos que la cantidad de carga eléctrica se conserva. Es decir, si consideramos las cargas eléctricas de todos los cuerpos, la suma total de la cantidad de carga se mantiene constante. Se verifica, entonces, que si un cuerpo “pierde” carga eléctrica hay otro u otros que la están “ganando” para sí.

Procesos de electrización:

Se trata de procedimiento que permite que un cuerpo que se encuentra neutro eléctricamente adquiera carga eléctrica de algún tipo.

Trataremos tres procedimientos, a saber: por fricción, por contacto y por inducción.

Un cuerpo que se carga eléctricamente, por algún mecanismo, se dice que adquiere carga electrostática.

Por fricción:

Para cargar un cuerpo neutro por el método de fricción se necesitan dos cuerpos neutros eléctricamente. Si no hay seguridad de que lo estén deberán conectarse, brevemente, a tierra.

Una vez que se tiene la seguridad de contar con dos cuerpos neutros eléctricamente se ponen en contacto y se friccionan entre sí.

Ocurre que a nivel superficial de ambos cuerpos se produce un traspaso de electrones de uno a otro cuerpo. Aquel que reciba más electrones quedará cargado negativamente y el otro, que cedió más electrones, quedará cargado positivamente.

La electrización por fricción ocurre con más frecuencia de la que imaginamos. 

Por ejemplo, un vehículo cuando está en movimiento está en constante fricción con el aire, además que sus mecanismos móviles también lo están, en consecuencia al cabo de un tiempo el vehículo se cargará eléctricamente. Seguramente más de alguna vez te habrá ocurrido que al tocar el borde de la puerta de un automóvil “te ha dado la corriente”, en este caso lo que ha sucedido es que la carga electrostática que acumuló el automóvil durante su movimiento se ha descargado a través de ti hacia tierra. De igual forma entre los artefactos que hay en una casa, muchos de ellos se cargan eléctricamente mientras están en funcionamiento, no se trata – como algunos piensan – que la corriente de la instalación eléctrica domiciliaria sea la que recibe quien los llegue a tocar y sienta una descarga eléctrica, se trata de la carga eléctrica que acumuló por su funcionamiento. 

Es necesario poner mucho cuidado con este tipo de carga pues, a veces, un cuerpo o artefacto aparentemente inocente posee gran cantidad de carga eléctrica y si lo tocamos con nuestras manos va a pasar a tierra a través de nuestro cuerpo.

Por contacto:

Aquí necesitamos un cuerpo previamente cargado, por ejemplo negativamente, y otro neutro. Ya sabemos que hacer para asegurarnos de que esté neutro.

El procedimiento es muy simple: basta ponerlos en contacto, que se toquen entre sí. 

Lo que sucede es que mientras dure el contacto la carga total que existe entre ambos cuerpos tiene a dividirse proporcionalmente según las capacidades que tiene cada uno de ellos para poseer carga eléctrica, consecuencia de esto es que el cuerpo que está cargado (negativamente se dijo) le traspasa, a nivel superficial, parte de sus electrones que tenía en exceso al que estaba neutro. 

De esta forma el que estaba neutro quedará cargado negativamente y el que estaba cargado previamente seguirá cargado, pero con menor carga que la que tenía.

Al final del proceso ambos cuerpos quedan cargados negativamente y, nuevamente, se tiene que la carga total del conjunto de los dos cuerpos se mantiene constante.

Describe el proceso de electrización por contacto si el cuerpo inicialmente cargado hubiera estado cargado en forma positiva.

Por inducción o por influencia:

Igual que el método anterior, necesitamos un cuerpo neutro  eléctricamente y otro cargado. Supongamos que el cuerpo cargado tiene carga positiva.

Acercamos los cuerpos sin que haya contacto.

Veremos que en el cuerpo neutro se produce una polarización, donde el cuerpo cargado positivamente atrae a la carga negativa del que está neutro.

Posteriormente hacemos contacto a tierra en el cuerpo neutro.

Para que se produzca un equilibrio entre los extremos cercanos y polarizados, suben electrones de tierra hacia el cuerpo neutro a través de la conexión a tierra.

Luego se desconecta la conexión a tierra y se separan los cuerpos.

Se observará que el cuerpo neutro quedará  cargado negativamente y el que estaba positivo continua así.

Electroscopio:

Está compuesto por una pequeña esferilla metálica, una varilla metálica y dos laminillas metálicas. Se une en un extremo de la varilla la esferilla metálica y en el otro extremo las  dos laminillas de forma que cuelguen verticalmente. El sistema se instala en un bulbo de vidrio con aire seco en su interior.

Su forma es la que se muestra:

Para saber si un cuerpo está cargado o no, el procedimiento es el siguiente:

- Nos aseguramos que el electroscopio esté neutro eléctricamente, para ello hacemos que la esferilla metálica tenga contacto con tierra. Las laminillas deberán quedar verticales y paralelas.

- Acercamos el cuerpo del que deseamos saber si tiene carga eléctrica a la esferilla.  

- Si el cuerpo está cargado eléctricamente (supongamos que está negativo) las laminillas metálicas se separarán. La razón es que al acercar el cuerpo cargado se

produce una polarización en la carga del electroscopio yéndose carga de un tipo (positiva en nuestro caso) a la esferilla y la del otro tipo (negativa en nuestro caso) a las laminillas y como ambas quedarán con el mismo tipo de carga, entonces se separarán.

- Si el cuerpo no está cargado eléctricamente, las laminillas del electroscopio no se moverán de su posición.

Descarga eléctrica.             

La naturaleza, de vez en cuando, particularmente en la zona centro sur de nuestro país, nos brinda un espectáculo formidable. En épocas de invierno, especialmente, se producen tempestades eléctricas y se ve surcar los cielos oscuros impresionantes relámpagos.

Esos fenómenos que no son más que descargas eléctricas que se producen por saturación de cargas en las nubes, se dirigen a tierra y si nos fijáramos donde caen, veríamos que preferentemente lo hacen en picachos

o puntas sobresalientes en alguna zona de campo o de ciudad.

Si vemos el lugar donde se produce la “chispa” en un encendedor eléctrico veremos que ahí también se produce una descarga eléctrica y específicamente se dirige a una punta.

. Las descargas eléctricas, si se producen, se realizan desde o hacia una punta o borde.

Por esta razón sentimos que nos da la corriente, si ocurre, cuando tocamos un borde de un artefacto que funciona con motor. Producto de la fricción que hay en las piezas del motor el artefacto adquiere carga electrostática y al tocarla hacemos conexión (puente) entre el artefacto y tierra, produciéndose una descarga que viene del borde del artefacto a nuestro cuerpo.

Por esta misma razón, los pararrayos son aparatos metálicos en forma de punta que se colocan sobre los edificios. Esto es más común en países donde ocurren Con más frecuencia las tempestades eléctricas.

Una descarga eléctrica dura hasta que el cuerpo desde donde se produce la descarga queda en equilibrio electrostático, es decir se neutraliza eléctricamente.

Atracción y repulsión de cargas.

Se mencionó entre las propiedades de las cargas que cuando se aproximan dos cargas del mismo tipo éstas se repelen y si son de distinto tipo éstas se atraen.

Bueno, la atracción o repulsión que pueden experimentar se manifiesta con una fuerza atractiva o repulsiva según sea el caso.

Charles Coulomb en 1785 descubrió la fuerza de interacción entre cargas eléctricas y encontró que la magnitud de ella es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Es decir, dos cargas se atraen o repelen con mayor intensidad si se encuentran más próximas entre sí, al contrario, si se alejan la fuerza que existe entre ellas disminuye.

En homenaje a Coulomb, por su importante descubrimiento, es que la unidad de carga eléctrica lleva su nombre.

EXPERIMENTO I

“ELECTROIMAN”

mateirales:

*cable para embobinar

*un metal donde embobinar

*placa de soporte

*una pila de 6 volts

procedimiento:

1.- embobinar el metal para poder crear el electroiman

2.-colocar el embobinado en la placa de soporte

3.-sacar dos puntas del cable embobinado para conectar ala bateria

4.- conectar ala bateria la bobina

5.- esperar aque se caliente la bobina

5.- colocar pequeños metales alrrededor

6.-observar como los atrae

CONECCION DE LA BATERIA ALA BOBINA

BOBINA

CABLE PARA EMBOBINAR

Al conectar la bateria con el material se pudo observar como los pequeños metales en este caso (clips) se atraian asia la bobina en una distancia de 1cm de distancia con un peso aproximado del clip de .5gr

preguntas:

¿Qué es un electroimán?

un electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente.

¿Cómo funciona el electroimán?

la función de un electroimán, es justamente, lo que señala su nombre. un electroimán, es un imán, que funciona como tal en la medida que pase corriente por su bobina. dejan de magnetizar, al momento en que se corta la corriente. un electroimán, es compuesto en su interior, por un núcleo de hierro. núcleo al cual, se le ha incorporado un hilo conductor, recubierto de material aislante, tal como la seda o el barniz. hilo que tiene que ir enrollado en el núcleo, para que el electroimán funcione. otra manera de hacer funcionar un electroimán, es de la manera contraria. cesando el paso de la corriente, por su núcleo. esto sucede, cuando un electroimán, cuenta con un núcleo de acero. con lo cual, queda funcionando al igual, que un imán corriente.

Menciona algunas formulas para poder utilizarlas en un electroimán

donde:

    f es la fuerza en newtons;

    b es el campo magnético en teslas;

    a es el área de las caras de los polos en m²;

    \mu_o es la permeabilidad magnética del espacio libre.

¿Quién invento el electroimán?

el electroimán fue desarrollado por el inglés, william sturgeon, el 1823. el cual, junto con otros personajes de la época, lograron desarrollar varios adelantos en el campo de la electricidad en el siglo xix.

EXPERIMENTO II

“ELECTROESTATICA”

materiales:

1.-tela sintetica

2.-tela de poliester

3.-lana

4.-globo

5.-una lata de refresco

preocedimiento:

1.-inflar un globo y tener listo las telas para poder frotarlas

2.- colocar la lata en una posicion horiziontal en una superficie lisa

4.- comenzar a frotar el globo en la tela poliester

5.- acercarlo ala lata y observar como lo atrae

6.-frotar el globo en la lana

7.-observar como atrae la lata

8.-frotar el globo en la tela sintetica

9.-observar que ocurre

Globo 

Lata de Refresco

Lana

Tela sintetica

pudimos observar como con las telas de lana y poliester hubo reaccion electroestatica al arercalo ala lata , la lata  seguia al glofo por la electro estatica y la fuerza cargada en el globo.

preguntas:

¿que es elctroestatica?

la electrostática es la rama de la física que estudia los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en reposo, sabiendo que las cargas puntuales son cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables frente a otras dimensiones del problema. la carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen.

¿cuales son las cargas que se pueden notar?

carga inducida

la carga inducida se produce cuando un objeto cargado repele o atrae los electrones de la superficie de un segundo objeto. esto crea una región en el segundo objeto que está con una mayor carga positiva, creándose una fuerza atractiva entre los objetos. por ejemplo, cuando se frota un globo, el globo se mantendrá pegado a la pared debido a la fuerza atractiva ejercida por dos superficies con cargas opuestas (la superficie de la pared gana una carga eléctrica inducida pues los electrones libres de la superficie del muro son repelidos por los electrones que ha ganado el globo al frotarse; se crea así por inducción electrostática una superficie de carga positiva en la pared, que atraerá a la superficie negativa del globo).

carga por fricción

en la carga por fricción se transfiere gran cantidad de electrones porque la fricción aumenta el contacto de un material con el otro. los electrones más internos de un átomo están fuertemente unidos al núcleo, de carga opuesta, pero los más externos de muchos átomos están unidos muy débilmente y pueden desalojarse con facilidad. la fuerza que retiene a los electrones exteriores en el átomo varia de una sustancia a otra. por ejemplo los electrones son retenidos con mayor fuerza en la resina que en la lana, y si se frota una torta de resina con un tejido de lana bien seco, se transfieren los electrones de la lana a la resina. por consiguiente la torta de resina queda con un exceso de electrones y se carga negativamente. a su vez, el tejido de lana queda con una deficiencia de electrones y adquiere una carga positiva. los átomos con deficiencia de electrones son iones, iones positivos porque, al perder electrones (que tienen carga negativa), su carga neta resulta positiva.

carga por inducción

se puede cargar un cuerpo por un procedimiento sencillo que comienza con el acercamiento a él de una varilla de material aislante, cargada. considérese una esfera conductora no cargada, suspendida de un hilo aislante. al acercarle la varilla cargada negativamente, los electrones de conducción que se encuentran en la superficie de la esfera emigran hacia el lado lejano de ésta; como resultado, el lado lejano de la esfera se carga negativamente y el cercano queda con carga positiva. la esfera oscila acercándose a la varilla, porque la fuerza de atracción entre el lado cercano de aquélla y la propia varilla es mayor que la de repulsión entre el lado lejano y la varilla. vemos que tiene una fuerza eléctrica neta, aun cuando la carga neta en las esfera como un todo sea cero. la carga por inducción no se restringe a los conductores, sino que puede presentarse en todos los materiales

¿ cual es la formula de la ley de coulomb?

¿ que establece la ley de guaus?

la ley de gauss establece que el flujo eléctrico total a través de una superficie cerrada es proporcional a la carga eléctrica total encerrada dentro de la superficie. la constante de proporcionalidad es la permitividad del vacío.

matemáticamente, la ley de gauss toma la forma de una ecuación integral: 

 alternativamente, en forma diferencial, la ecuación es:

FUENTE: 
http://www.hverdugo.cl/conceptos/conceptos/electrostatica.pdf