Laboratorio de electrostática

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS
SECCIÓN FÍSICA

ESTUDIOS GENERALES CIENCIAS

Guías de
Laboratorio de Física 3

Revisado y modificado por: E. Rubén Sánchez Alcántara

2014-1

Estudios Generales de Ciencias

2014-1

Laboratorio de Física 3

CAPÍTULO 1

ELECTROSTÁTICA
1.1 OBJETIVO
•
•
•

Aprender a realizar esquemas de distribución de cargas eléctricas entre un cuerpo cargadoeléctricamente y un cuerpo neutro.
Estudiar los procesos de electrización por contacto e inducción.
Aprender a utilizar el multímetro digital.

1.2 INTRODUCCIÓN TEÓRICA
CARGA ELÉCTRICA
La carga eléctrica es una magnitud física de la materia, que corresponde a la propia
naturaleza de algunas de sus partículas subatómicas. La carga eléctrica se manifiesta mediante
fuerzas de atracción yrepulsión entre las partículas subatómicas que conforma la materia.
El término eléctrico, tiene su origen en las experiencias realizadas por Tales de Mileto, un
filósofo griego que vivió en el siglo sexto antes de Cristo. Tales de Mileto estudió el
comportamiento de una resina fósil, el ámbar (en griego electrón), observando que cuando un
pedazo de ámbar era frotado con un paño de lana adquiría lapropiedad de atraer pequeños
cuerpos ligeros.

Figura 1.1 Atracción eléctrica de una pluma por un pedazo de ámbar luego de ser frotado con un paño
de lana.

Las fuerzas de atracción y repulsión entre cargas eléctricas se dan debido a que existen dos tipos
de partículas subatómicas que se denominan: carga eléctrica positiva (magnitud física con signo
positivo) y carga eléctrica negativa(magnitud física con signo negativo). Las cargas eléctricas de
igual signo se repelen entre sí, mientras que las cargas de signos distintos se atraen entre sí.

Figura 1.2 Atracción y repulsión entre cargas eléctricas.

1

Estudios Generales de Ciencias

2014-1

Laboratorio de Física 3

CONSERVACIÓN DE LA CARGA ELÉCTRICA
Una de las más importantes características de la carga eléctrica esque, en cualquier proceso
físico que se efectúa bajo un sistema aislado, la carga total siempre se conserva.
LEY DE COULOMB
La electrostática es la que estudia de las cargas eléctricas en reposo, teniendo como una de sus
leyes fundamentales, la ley de Coulomb.
La Ley de Coulomb dice que: la fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es proporcional al
producto de las cargas einversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa, y
actúa en la dirección de la línea que las une. Entiéndase por carga puntual a una carga eléctrica
localizada en un punto geométrico del espacio.

Fe =k

qQ
r2

Q y q: son las cargas eléctricas, expresadas en coulomb (C).
r: la distancia de separación entre las cargas, expresada en metros.
k: constante eléctrica.
El valor deesta constante eléctrica (k) en el vacío es aproximadamente 9x109 N.m2/C2
La fuerza electrostática es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de
signo contrario".

Figura 1.3 Esquema de las fuerzas de atracción y repulsión entre cargas eléctricas.
ELECTRIZACIÓN
La electrización es el efecto de ganar o perder (transferencia) cargas eléctricas en un cuerpo
neutro(igual cantidad de cargas negativas que positivas) por acciones de frotación, contacto o
inducción entre cuerpos. Existe otras acciones para electrizar un cuerpo pero no se realizarán en
el laboratorio.
Electrización por frotamiento (efecto triboeléctrico)
El efecto triboeléctrico es un tipo de electrización generado por el frotamiento directo entre dos
cuerpos de diferente material. Lafuerza de las cargas producidas se diferencian de acuerdo a la
naturaleza de los materiales, la aspereza superficial, la temperatura, la tensión, entre otras.
En la tabla 1 se muestra algunos materiales triboeléctricos donde se asocian la carga que pueden
adquirir por frotamiento. De acuerdo a la tabla uno, si usted frota dos materiales de la secuencia,
el que esté en la posición más alta se...