Fisika

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO
LABORATORIO DE FISICA
Nombre: Carlos Vargas
Fecha:
Escuela: ING. Electrónica y Telecomunicaciones
TEMA:
Objetivo General:
Comprender los principios de electrostática en la jaula de Faraday en la producción de carga.

Objetivos Específicos:
Conocer las formas de cargar un cuerpo neutro.
Conocer la carga que tiene un cuerpo a través de unexperimento sencillo.
Saber si un cuerpo está o no cargado a través de un experimento sencillo.

Introducción

La electrostática es la ciencia que estudia las cargas eléctricas en reposo. Su base cuantitativa es la ley de Coulomb, así llamada en honor del científico francés Charles Agustín de Coulomb, esta ley afirma que dos partículas puntuales de carga Q1 y Q2 situadas a una distancia d seejercen una fuerza directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ambas. La fuerza tiene la dirección de la recta que une las cargas y es atractiva o repulsiva según que las cargas tengan distinto o igual signo. A distancias extremadamente pequeñas (mucho mas pequeña que el tamaño del átomo), se producen desviaciones con respecto a laley de coulomb. Estas anomalías, debidas a efectos cuánticos y relativistas, no se contemplan en la electrostática clásica. Se ha visto que existen en la Naturaleza dos tipos de cargas, positiva y negativa, y que la cantidad más pequeña de carga es el electrón (mismacarga que el protón, pero de signo contrario). También se ha visto que existe una fuerza entre las cargas. La unidad natural de carga eléctrica es el electrón, que es: La menor cantidad de carga eléctrica que puede existir. Cómo esta unidad es extremadamente pequeña para aplicaciones prácticas y para evitar el tener que hablar de cargas del orden de billoneso trillones de unidades de carga, se ha definido en el Sistema Internacional de Unidades el culombio: Un Culombio es la cantidad de carga que a la distancia de 1 metro ejerce sobre otra cantidad de carga igual, la fuerza de 9 x 109 N. Así pues de esta definición resulta ser que: 1 Culombio = 6,23 x 1018electrones. Como el culombio puede no ser manejable en algunas aplicaciones, por ser demasiado grande, se utilizan también sus divisores:
1 mili culombio = la milésima parte del culombio por lo que:
1 Cul = 1.000 mCul
1 micro culombio = la millonésima parte del culombio por lo que: 1 Cul = 1.000.000 mCul.
Los dos productores de cargas, generan por contacto cargas iguales,positivas y negativas. El plano de prueba se usa para medir densidades de cargas en objetos cargados.
Fundamento teórico
(Elaborar un mapa mental del tema y objetivos a tratarse)




Medición de cargas
La exploración cuantitativa de los fenómenos electrostáticos precisa contar con un dispositivo capaz de detectar y medir pequeñas cantidades de carga.
Esta tarea es llevada a cabo por unaingeniosa combinación de dos elementos: una jaula de Faraday doble y un electrómetro (voltímetro con muy alta impedancia de entrada).
Si se sumerge un cuerpo cargado (conductor o aislante) dentro de un cuerpo conductor hueco, dado que una vez transcurrido un transitorio de acomodamiento de cargas la intensidad del campo debe ser nula dentro del conductor y como consecuencia de uno de los tantosteoremas de Gauss se obtiene que exactamente la misma cantidad de carga será “expulsada” a la superficie externa del conductor.
La configuración del campo desde este conductor hacia fuera estará determinada exclusivamente por la geometría del conductor y los cuerpos que lo rodeen, porque su superficie es una equipotencial, que determina unívocamente la estructura del campo inmediato al presentar la...