Estudiante

Universidad Autónoma de Occidente
Facultad de Ciencias Básicas
Departamento de Física

Electrostática – La hielera de Faraday
Objetivo
•

Investigar la naturaleza del proceso de cargar eléctricamente un cuerpo por fricción y por contacto.

•

Comparar los fenómenos físicos de carga de un objeto por contacto y por inducción.

Fundamentación
En el siglo XIX, el científico inglésMichael Faraday, realizó un experimento histórico cuyo resultado
confirmó la validez de la ley de Gauss y, por tanto, de la ley de Coulomb (Benjamín Franklin en
Norteamérica y Joseph Priestley llevaron a cabo experimentos similares en el siglo XVIII, aunque con
mucha menos precisión). En su experimento, Faraday usó un recipiente metálico para hielo con tapa,
por lo que se conoce como elexperimento de la hielera de Faraday.
En nuestro caso, la hielera será una canastilla hecha con malla metálica, para facilitar el ver qué es lo que
ocurre en su interior. Además, el dispositivo tendrá una malla exterior que funcionará como blindaje
electrostático, o jaula de Faraday.
La Electrostática es el estudio de las cargas eléctricas y sus características. Para investigar
experimentalmente laelectrostática, se necesita un dispositivo de detección y medición de carga. El
instrumento más común es el electroscopio, un dispositivo con dos láminas de oro suspendidas
verticalmente de un punto común. Cuando se lleva un objeto cerca al electroscopio, las hojas de oro se
separan, indicando con el grado de elevación la magnitud de la carga.
Aunque hay muchas versiones diferentes delelectroscopio, todos dependen de la repulsión de cargas

+ +
+
+
+ +

del mismo signo para producir una lectura de salida. Desafortunadamente, dichos dispositivos tienen
una baja sensibilidad (se precisa de grandes cantidades de carga para hacer que las láminas de oro se
separen), y el instrumento no brinda una lectura cuantitativa.
El sensor de carga es algo así como un electroscopio electrónico.Además de dar una medición
cuantitativa, el sensor de carga es más sensible e indica la polaridad directamente.
En esta práctica usará un sensor de carga para determinar la polaridad de los productores de carga.
Medirá la cantidad de carga transferida a la hielera de Faraday, al ponerla en contacto con cada
productor de carga. Finalmente, usará el sensor de carga para medir la carga porinducción del
recipiente, y comparará la carga por contacto con la carga por inducción.

Práctica: Electrostática – La hielera de Faraday
Profesores: Alexander Osorio Caicedo y Mónica María Rico

Universidad Autónoma de Occidente
Facultad de Ciencias Básicas
Departamento de Física

Preinforme
Para la realización de esta práctica es imprescindible que tenga un conocimiento básico sobrealgunos
aspectos. El instructor evaluará este conocimiento solicitando un pre-informe (individual o grupal) o a
través de una prueba corta antes de iniciar la práctica.
1. Modelo simple de un átomo.
2. Principio de conservación de la carga.
3. Cuantificación de la carga eléctrica.
4. ¿En qué consistió el experimento de la hielera de Faraday?
5. Si la hielera era una especie de vaso metálico,¿por qué puede reemplazarse por una canastilla hecha
por una rejilla metálica?
6. ¿Qué es una jaula de Faraday?
Equipo Requerido
•

Interfaz Universal 850

•

Productores de carga blanco y azul

•

Sensor de carga con conectores de caimán

•

Hielera de Faraday

Procedimiento
Parte I. Configuración de la interfaz y el sensor

1. Conecte la interfaz Universal 850 al computador yenciéndala.
2. Conecte el sensor de carga directamente al canal analógico A de la interfaz.
3. Conecte el cable al puerto BNC del sensor.
4. El sensor de carga tiene ganancias de 1x, 5x y 20x. Escoja una de estas dependiendo del valor de

carga que vaya a medir (en este caso 1x será una selección adecuada).
5. Ejecute el programa Capstone e instale el sensor de carga.
6. Configure la...