Fenomenos Electrostaticos

Fenómenos Electrostáticos
Facultad de Ciencias, Fundamentos de Mecánica
Universidad Nacional de Colombia, Bogotá

Resumen
En el presente trabajo nos dedicaremos a ver y analizar algunos fenómenos electrostáticos para entender mejor cómo se crean las superficies cargadas, o cómo se transmiten las cargas de un objeto conductor a otro.

1. INTRODUCCIÓN

Durante este laboratorio, contandocon instrumentos como un electroscopio y un electróforo, y una variedad de materiales como el acetato, plexiglás y paño, se probó que al frotar distintos materiales estos adquirían cierta carga superficial, así los materiales no fuesen buenos conductores, dependiendo de cuáles fuesen los materiales en cuestión, probando así que la carga adquirida por un objeto no depende únicamente de sureceptividad sino también de la receptividad del otro material, he incluso que al frotar un material consigo mismo, el proceso resultará en una redistribución de las cargas superficiales del mismo. Tras frotar los diferentes materiales, con la ayuda de los instrumentos mencionados, se observó cómo estos adquirían cargas superficialmente y cómo estas pasaban de unos a otros, incluso por inducción.

2.TEORÍA RELACIONADA

Cargas Eléctricas

La materia está formada por átomos, los cuales a su vez están formados por un núcleo en el cual se encuentran unas partículas denominadas protones, que poseen carga eléctrica positiva y otras partículas llamadas neutrones, que no poseen carga eléctrica neta. Alrededor del núcleo se encuentran otras cargas girando a su alrededor llamadas electrones que tienencarga eléctrica negativa. El valor de la carga eléctrica de un protón es igual al valor de la carga eléctrica de un electrón. En su estado natural un átomo posee el mismo número de electrones que de protones y, por lo tanto, es eléctricamente neutro. Si un átomo pierde electrones queda cargado positivamente, pero si los gana queda cargado negativamente.

Propiedades de las cargas eléctricasCuando materiales distintos se ponen en contacto íntimo ocurre una transferencia de cargas de un material al otro de manera que al separar los objetos uno adquiere carga de un signo y el otro adquiere carga del signo contrario. Por ejemplo, cuando una cinta adhesiva se pega sobre una superficie aislante y luego se retira, tanto la cinta como la superficie se cargan con cargas opuestas, o cuando unarueda plástica gira sobre una banda de caucho tanto la superficie como la rueda quedan electrificadas.

Sin embargo, cuando uno de los materiales es rugoso o fibroso, el área de contacto es insuficiente, en este caso el proceso de frotamiento de un material con el otro aumenta considerablemente permitiendo el contacto íntimo. El frotamiento o fricción no es la causa de la electrificación. Enparticular, la ebonita frotada con un paño o lana gana electrones y por tanto queda cargada negativamente, mientras que el vidrio frotado con seda pierde electrones y queda cargado positivamente. Desde la antigüedad se observó este fenómeno al frotar el ámbar, de donde nació el término electricidad (elektro = ámbar en griego).

Una sustancia que puede arrebatar electrones de un material puedeservir como donante si está frente a un receptor más potente. El vidrio frotado con asbesto tomará electrones de tan fibroso material y se hará negativo, pero si se frota con seda o franela, al perder electrones, quedará cargado positivamente.

Una carga eléctrica ejerce una fuerza de repulsión sobre otra carga del mismo signo, y una fuerza de atracción sobre una de signo contrario.

Tipos demateriales

Los materiales, debido a sus propiedades eléctricas, se pueden dividir en: conductores, aisladores o dieléctricos, semiconductores. Un material conductor es aquel en el cual la carga eléctrica se puede mover con gran facilidad a través de él. En un conductor sólido solo se pueden mover los electrones, pero si el conductor es líquido o es un gas, se pueden mover tanto las cargas...