Practica 2 Esime Electricidad

PRACTICA No. 2

DISTRIBUCION DE LAS CARGAS ELECTRICAS EN LOS CONDUCTORES

OBJETIVOS:

Que el alumno:

* Determine empleando un electroscopio, si un cuerpo está cargado y si está cargado el signo de la carga.

* Verifique que en los conductores la carga eléctrica se distribuye en la superficie exterior, al realizar los experimentos de Cavendish y Franklin.

* Verifiquemediante el empleo de un electroscopio, que en un conductor hueco el campo eléctrico es nulo.

* Explique qué sucede con el efecto de puntas al realizar las experiencias de
a) Rehilete electrostático
b) La bujía (flama de una vela)
c) El mechón de cabellos

INTRODUCCION TEORICA

Las sustancias en la naturaleza, tienen características físicas particulares: son conductores, aislantes osemiconductores.
Definimos como conductor eléctrico a cualquier material que oponga muy poca resistencia al flujo de electricidad, o sea al flujo de electrones a través de la misma.
Como aislante eléctrico conocemos a toda sustancia que se encuentre en el medio ambiente que presente una resistencia al flujo de electrones a través de él aunque ninguna sustancia puede evitar el flujo eléctrico.Una tercera clase de materiales en la naturaleza son los semiconductores, que son materiales o sustancias que tienen un lugar entre ser conductor y ser aislante eléctrico y esta propiedad puede variar dependiendo, entre otras cosas, de la temperatura de los mismos.

Carga en conductores eléctricos

Un buen conductor contiene electrones que no se encuentren unidas a ningún átomo y debido a esotienen la libertad de moverse en el volumen que limita su superficie. Si hubiera un campo eléctrico que actuase en el interior del conductor se produciría una fuerza que daría lugar a una corriente eléctrica momentánea, pero si existe una fuente de energía que mantenga a esa corriente, la carga se distribuiría de tal modo que se creara un campo eléctrico que anulara cualquier campo entro delcuerpo conductor; bajo las condiciones anteriores se dice que un cuerpo está en equilibrio electrostático.

Un conductor en equilibrio electrostático tiene 4 características:

1. Si el conductor es sólido o hueco, en el interior del conductor el campo eléctrico es cero.
2. Si un conductor aislado tiene carga, esta reside solo en su superficie.
3. El campo eléctrico fuera del conductorcon carga es perpendicular a la superficie del conductor.
4. Si el conductor es de figura irregular, la densidad de carga eléctrica en el cuerpo es mayor en las curvas de menos radio.

Para comprobar que la carga de un cuerpo conductor se ubica solo en la superficie, se puede utilizar la Ley de Gauss. En el interior de un conductor con equilibrio electrostático, consideremos una superficiegaussiana-(superficie cerrada) del mismo sin importar su forma ni tamaño, y como en todo el interior del cuerpo la carga es cero, así será también en la superficie gaussiana. Si hubiera una carga en el interior de un conductor, los electrones internos del material se acelerarían, y por lo tanto no estaría en equilibrio electrostático.

Con lo explicado anteriormente, también se explica lasegunda propiedad, ya que toda la carga pasa sobre la superficie del conductor, pero nunca entra a acelerar los electrones del material.

Para demostrar la tercera propiedad, expliquemos que si el vector de campo eléctrico estuviera en paralelo a la superficie del cuerpo cargado, entonces los electrones libres tendrían una fuerza eléctrica y se moverían a lo largo de la superficie, por lo que noestaría en equilibrio electrostático.

Tipos de adquisición de carga de un cuerpo

* Por conducción

Cuando un cuerpo con carga negativa se pone en contacto con un objeto de carga neutra, al acercar y después alejar un cuerpo cargado, los electrones del cuerpo negativo llegan a instalarse en el cuerpo neutro, dando como resultado la carga por conducción. Como ejemplo tomaremos una barra de...