Cargas Electricas Y Cuerpos Ionizados

Cargas Eléctricas y Cuerpos Electrizados



I. Introducción:




En esta primera experiencia de laboratorio nos orientaremos con diversos materiales a demostrar la existencia de la carga eléctrica que es una propiedad de la materia. También podremos experimentar la interacción electrostática de cargas de igual u opuestos signos. Gran parte de esta experiencia se da por laelectrificación de los cuerpos mediante la frotación, inducción y por contacto; y también podremos conocer el funcionamiento de las máquinas físicas tales como la máquina de Wimshurst y la máquina de Van de Graff.

Por lo tanto después de esta experiencia en el laboratorio ya tendremos el conocimiento de algunas de las propiedades fundamentales de la materia y estar listos para las siguientessesiones.







II. Fundamentos Teóricos:




• Carga Eléctrica: Es una cantidad escalar, fundamental y una propiedad de la materia, la que se adquiere por un proceso de cargar un cuerpo.

En el año 600 A.C. , Tales de Mileto y los griegos observaron que al frotar el ámbar o ebonita con trozo de piel, este adquiría la propiedad de atraer pedazos pequeños de papelo paja. Luego todos los cuerpos que presentaban estos fenómenos, lo llamaban eléctricos, del nombre ámbar (Elektron).

En el año 1600, W. Gilbert inventó el Electroscopio y propuso que la Tierra se comportaba como un imán.

En el año 1750, B. Franklin, estableció dos tipos de carga positiva (+) y negativa (-).

Enunció el principio de conservación de la cargaeléctrica en un sistema aislado: “La carga eléctrica total, no se crea, ni se destruye; permanece constante”.

Otra característica importante es: “La carga eléctrica que se halla en la naturaleza es un múltiplo de la carga del electrón, esto significa que la carga esta cuantizada”. El experimento de Millikan lo comprobó.

Q = ne , n: 1, 2, 3, 4,…

Lostransportadores de la carga en los metales son los electrones libres.

Debe entenderse como carga neta, al exceso de carga, es decir, un cuerpo puede tener carga positiva y negativa; la suma algebraica de la carga da el valor de la carga.

Existen tres procesos para cargar un cuerpo:




• Por Frotamiento: Cuando la ebonita y la lana se ponen en contacto porfrotamiento, hay un paso espontánea de electrones de la lana a la ebonita, ésta adquiere, por lo tanto, un exceso de electrones y resulta cargada negativamente, mientras que la lana que ha perdido electrones se carga positivamente.

Las características de este proceso son:

✓ Los cuerpos inicialmente se encuentran neutros (carga neta nula).

✓ Hay transmisión decarga.

✓ No hay creación de carga eléctrica.

✓ La cantidad de carga es la misma en ambos cuerpos, pero de signo opuesto, al final del proceso.




• Por Contacto: En este caso uno de los cuerpos tiene que estar cargado, ya sea positivo o negativo.

Cuando los cuerpos se ponen en contacto, el cuerpo cargado (inductor) atrae las cargas de signoopuesto y repele la de igual signo. Al producirse el contacto instantáneo, las cargas negativas pasan al inductor (si es positivo) y las cargas positivas se repelen y quedan en exceso en el cuerpo que se quiere cargar.



• Por Inducción: En este caso es necesario, que uno de los cuerpos esté cargado (inductor), al acercarse al cuerpo, se atrae las cargas de signo opuesto y se repele lascargas de igual signo.




• Generador Electrostático - Máquina de Wimshurst: La máquina de Wimshurst, fue inventada por James Wimshurst en Inglaterra, y fue descrita por primera vez en 1883. Estructuras similares, no sectoriales, (sin láminas metálicas adheridas) fueron descritas previamente por Holtz y Poggendorff en Alemania, alrededor de 1869 y por Musaeus en 1872. Una máquina...