Electrostática

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PRACTICA No. 1 “ELECTROSTÁTICA”
OBJETIVOS:
Comprender el concepto de carga eléctrica. Cargar cuerpos por frotamiento, contacto directo e inducción. Descargar cuerpos por ionización y conducción
CONCEPTOSNECESARIOS
a)Carga eléctrica
Como toda definición de una fuerza fundamental de la naturaleza es difícil explicar lo que es una carga eléctrica: La carga eléctrica es una propiedad de la materia que se traduce o que provoca que los cuerpos se atraigan o se repelen (se rechacen) entre sí en función a la aparición de campos electromagnéticos generados por las mismas cargas. Se dice entonces que es unapropiedad intrínseca de la materia que se presenta según la convención de Benjamín Franklin en positiva y negativa, de manera que dos cargas positivas o negativas se van a repeler y dos cargas una positiva y una negativa se van a atraer. También se dice que la carga eléctrica está cuantizada, es decir que hay una carga tan pequeña que todas las demás cargas son múltiplos exactos de esta, por loque llamada también "carga elemental". Se refiere a la carga de un electrón (negativa) o la carga de un protón (idéntica en magnitud pero positiva).
b)Ley de Coulomb
Mediante una balanza de torsión, Coulomb encontró que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales (cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables comparadas con la distancia r que las separa) es inversamenteproporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

El valor de la constante de proporcionalidad depende de las unidades en las que se exprese F, q, q’ y r. En el Sistema Internacional de Unidades de Medida vale 9·109 Nm2/C2. Obsérvese que la ley de Coulomb tiene la misma forma funcional que la ley de la Gravitación Universal.
c)Campo eléctrico
Aquella región del espacio en la quecualquier carga situada en un punto de dicha región experimenta una acción o fuerza eléctrica.

d)Distribución de carga
El procedimiento de distribución de carga , permite determinar en forma simplificada los efectos de la carga viva, en los elementos de sistema de piso en una estructura.
e)Principio de operación del generador de Van de Graaff
Este generador es de los denominados autoexcitados,puesto que no es necesario el aporte de cargas desde el exterior para que inicie su funcionamiento.
El motor hace girar el rodillo inferior que al entrar en contacto con la correa de goma produce una separación de cargas (Efecto-triboeléctrico), el rodillo y la polea adquieren cargas iguales pero de signo contrario. Dependiendo de los materiales utilizados en la correa y el rodillo, así seadquirirán cargas positivas o negativas. En nuestro caso y siguiendo la escala triboelectrica, el cilindro adquiere carga negativa y la correa carga positiva.
La densidad de carga en el cilindro es ahora mucho mayor en el rodillo que en la correa ya que se extienden las cargas en la correa por una superficie mayor. Como el peine de púas metálicas está cerca del rodillo, se produce un intenso campoeléctrico. Esto hace que el aire se ionice, creando un puente conductor para el movimiento de cargas. Las cargas positivas son atraídas entonces por el rodillo pero, al pasar por la correa, muchas de ellas son atrapadas por esta y elevadas al rodillo superior, las cuales pasarán a través del peine superior a la superficie de la esfera. AL ser el rodillo superior de un material neutro (aluminio) notransportará cargas en su descenso. Si el rodillo superior fuera de nailon, la correa transportaría cargas en su descenso, cargando así la esfera tanto en la subida como en la bajada de la correa.
f)Formas diferentes de generar cargas eléctricas estáticas
Desde las losetas de caucho o los materiales sintéticos utilizados en el suelo, hasta las cintas transportadoras o las correas de transmisión...
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