Cargas Electrisadas

EXPERIENCIA N° 1: CARGAS ELECTRICAS Y CUERPOS ELECTRIFICADOS

1. OBJETIVOS
• Comprobar experimentalmente la existencia de una de las propiedades fundamentales de la materia llamada carga eléctrica.
• Experimentar con la electrificación de los cuerpos mediante los diversos procesos.
• Verificar la interacción estática entre cargas de igual signo de signos opuestos.
• Conocerlos principios físicos y el funcionamiento de una maquina de Wimshurst y la máquina de Van de Graff.

2. MATERIALES

• Maquina de Wimshurst
• Maquina de Var de Graff
• Juego de equipos de electrostática: tablero de destellos, cubierta de electrodos esféricos, rueda con punta, barra de fricción de plástico, rodamiento de agujas con clavija de conexión, soporte con gancho parapéndulo doble de bolitas de sauco, clavija de conexión en pantalla de seda en varilla, tablero de base en clavija de conexión y carril de rodamiento con bolas, cubierta con electrodos de punta y juego de campanas.
• Péndulos de tecnoport
• Electroscopio
• Barras de acetato y vinilita

[pic]
3. FUNDAMENTO TEÓRICO

Se atribuye a Thales de Mileto (640 – 548 A. C.) haber observado queun trozo de ámbar frotado con un paño o una piel adquiere la propiedad de atraer cuerpos livianos.
William Gilbert (1540 – 1603) comprobó que no sólo el ámbar al ser frotado atraía 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. Otras formas deelectrización son: por contacto y por inducción.

Aplicó el término eléctrica para la fuerza que ejercen estas sustancias después de ser frotadas. Fue el primero en utilizar términos como “energía eléctrica”, “atracción eléctrica” y “polo magnético”. Quizá su aportación más importante fue la demostración experimental de la naturaleza magnética de la Tierra. También se observa la existencia de unacierta carga eléctrica que es la causante de las atracciones, o también las repulsiones que se producen.

Existen dos tipos de cargas eléctricas. Se comprueba experimentalmente que cuerpos con cargas eléctricas de igual tipo se repelen, mientras que los del tipo distinto se atraen. Los dos tipos de cargas eléctricas existentes son denominados cargas positivas y cargas negativas. A un cuerpo que noesté cargado eléctricamente se le denomina cuerpo electrostáticamente neutro, en este caso decimos que tienen igual número de cargas de ambos tipos.

Generador Electrostático (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. Tiene un aspecto distintivo con dos grandes discos acontra-rotación (giran en sentidos opuestos) montados en un plano vertical, dos barras cruzadas con cepillos metálicos, y dos esferas de metal separadas por una distancia donde saltan las chispas. Se basa en el efecto triboeléctrico, en el que se acumulan cargas cuando dos materiales distintos se frotan entre sí.
Descripción y datos técnicos:
El generador electrostático consta de dos discos decristal acrílico, de igual tamaño, montados sobre un eje horizontal, paralelamente y con escasa distancia entre sí. El accionamiento de los discos se realiza independientemente el uno del otro, por medio de correas de accionamiento, a través de poleas y una manivela. Una correa se desplaza de manera cruzada, por lo cual los discos giran en sentido opuesto. La cara externa de los discos está ocupadacircularmente por hojas de estaño. Frente a cada disco, se ha fijado un conductor transversal, girable, con dos pinceles de metal, que frotan las hojas de estaño.
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. Éstas se encuentran...