Fenómenos Electrostáticos

FENÓMENOS ELECTROSTÁTICOS
Nicolás Bustos Ramírez, David Guillermo Guerrero,
Facultad de Ciencias, Fundamentos de Mecánica
Universidad Nacional de Colombia, Bogotá
Resumen
En este laboratorio se buscan presentar los comportamientos de las cargas eléctricas que poseen los cuerpos, y que se les pueden otorgar por distintos métodos. De esta manera se podrá saber qué efectos puede tener elpermitir la interactuación entre distintos materiales sometidos a diferentes condiciones y evitar complicaciones en proyectos. Para lograrlo, se usaran distintos materiales sometidos a fricción; se cargarán, descargarán y polarizarán.

1. INTRODUCCIÓN

Se tratarán los fenómenos electrostáticos que consisten en la polarización y electrificación de materiales, cuando se le acercan otros materialescargados y cuando se le agregan o quitan electrones, respectivamente. Para conseguir esto se electrificarán determinados materiales y se acercaran a elementos, o se les someterá al contacto, de manera que reaccionen ante las cargas de dichos materiales. Con esto se logrará ver cómo reaccionan las cargas iguales, y las cargas opuestas, atrayéndose y repeliéndose.

2. TEORÍA RELACIONADA

Losfenómenos de naturaleza electrostática conocidos en la antigüedad consistían en su mayor parte en fuerzas resultantes de atracción o repulsión entre un cuerpo con respecto a otros luego que uno de ellos entrara en contacto con otro ó entre si, por ejemplo, después de pasar un peine por cabello seco, descubrirá que el peine atrae pedacitos de papel.
Una serie de sencillos experimentos encontró que haydos tipos de cargas eléctricas, a las cuales Benjamín Franklin les asignó los nombres de positiva y negativa. Considere una barra dura de caucho que se haya frotado con un paño y que después se suspende por medio de un hilo no metálico. Cuando una barra de cristal que se ha frotado con seda se acerca a la barra de caucho, las dos se atraen entre si. Por otra parte si dos barras de caucho cargadasse acercan, éstas se repelen. Esta observación demuestra que tanto el caucho como el vidrio están en estados de electrificación diferentes, y a partir de estas observaciones se concluyó que cargas similares se repelen, y que cargas opuestas se atraen.
La magnitud de una carga está ligada a la existencia de las partículas subatómicas cargadas. La carga de un protón se designa como (e) y la delelectrón (-e). “e” se considera la unidad fundamental de la carga, y tiene un equivalente en el SI de unidades (Figura 1).

Figura 1: Carga de un protón

Un aspecto importante del modelo de electricidad de Franklin es la implicación de que la carga siempre se conserva, es decir, cuando un cuerpose frota contra otro no se crea carga en el proceso, el estado electrificado se debe a una transferencia de carga de un cuerpo a otro, así, un cuerpo gana cierta cantidad de carga negativa, mientras que el otro gana una cantidad igual de carga positiva[1].

Los fenomenos relacionados con el frujo de cargas conllevan la aclaración de ciertos conceptos, que ilustran mejor la capacidad detransporte de la carga, haciando una clasificación por sustancias. Los conductores eléctricos son materiales en que las cargas se mueven con bastante libertad, en tanto que los aislantes eléctricos son materiales en los que las cargas eléctricas con tanta libertad. Los semiconductores son una tercera clase me materiales y sus propiedades eléctricas se encuentran entre las de los aislantes y las de losconductores.

Elementos diseñados específicamente para confirmar la presencia de carga en un cuerpo son diseñados en concordancia con los conceptos de conductividad, ejemplos claros son los electroscopios y electróforos.

El electroscopio (Figura 2) está compuesto por una pequeña esferilla metálica, una varilla metálica y dos laminillas metálicas. Se une en un extremo de la varilla la esferilla...