laboratorio física

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE
Facultad de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física III
2 Periodo de 2014

Hielera de Faraday
C. Franco 1, S. Fernandez 2, J. C. Bueno 3
1 Ingeniería Industrial, 2 Ingeniería Informática, 3 Ingeniería Informática
Universidad Autónoma de Occidente,
Cali Colombia

Recibido: 21 de Agosto del 2014

Resumen

En el experimento de la Hielera de Faradayse valida de forma práctica las cargas eléctricas de los cuerpos y la forma como estos pueden alterar las cargas de otros. Esto hace referencia a las diferentes formas de cargar eléctricamente un cuerpo, nos permiten medir, observar y analizar el comportamiento de cada una de los diferentes tipos de carga en un cuerpo, cuando son alterados por la carga por contacto (a la hielera), fricción(entre los productores de carga) y carga por inducción (aterrizando la hielera con el productor de carga dentro).

Palabras Clave: carga eléctrica, carga por contacto, fricción e inducción.


Introducción
Con esta práctica se pretende visualizar los fenómenos físicos que se generan al cargar un objeto por contacto y por inducción.
La jaula de Faraday es una caja cerrada hecha de un materialconductor. Para que los campos eléctricos no puedan pasar dentro de la caja.
Los electrones no pueden pasar al interior de la jaula, porque para que un electrón se mueva a otro lugar, tiene que haber algo de carga positiva que lo atraiga. Como dentro de la jaula la carga eléctrica es nula, los electrones rebotan y se mueven por las caras exteriores.
Este concepto de la Hielera de Faraday se aplicaactualmente, a los aviones, carros, asesores, entre otros.

Modelo Teórico

La Electrostática es el estudio de las cargas eléctricas y sus características.
Carga por contacto:
Se puede cargar un cuerpo con sólo tocarlo con otro previamente cargado. En este caso, ambos quedan con el mismo tipo de carga, es decir, si toco un cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero también quedacon carga positiva.
Carga por frotamiento:
Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros, ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa.
Carga por inducción:
Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y elcuerpo neutro. Como resultado de esta relación, la redistribución inicial se ve alterada: las cargas con signo opuesto a la carga del cuerpo electrizado se acercan a éste. En este proceso de redistribución de cargas, la carga neta inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero en algunas zonas está cargado positivamente y en otras negativamente. Decimos entonces que aparecen cargas eléctricasinducidas.
Entonces el cuerpo cargado induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae.


Resultados y Análisis
El efecto de la jaula o Hielera de Faraday provoca que el campo electromagnético en el interior de un conductor en equilibrio sea nulo, anulando el efecto de campos externos. Este fenómeno se debe a que cuando el conductor esté sujeto a un campoelectromagnético externo se polariza de manera que queda cargado positivamente en la dirección en que va el campo electromagnético y cargado negativamente en el sentido contrario.
El experimento se basa en un conductor en equilibrio electrostático, indica que sus electrones no se encuentran en movimiento. El campo eléctrico dentro de un conductor en equilibrio es nulo, ya que su presencia forzaría movimientoen sus electrones.
En la ejecución del laboratorio se utilizó dos productores de carga, a los cuales primero se les determino la polaridad de las cargas, registrando el siguiente gráfico:

Una vez frotados los dos productores de carga, se introdujo el de color blanco en la hielera sin tocarla, inmediatamente nos trazó una gráfica indicando una carga positiva, al extraerla quedo una gráfica...