Laboratorio electroestatica

Lo “positivo” y lo “negativo” de la electroestática J.D Jaramillo, L.M Quiroga, C.A SánchezAgosto 17 del 2010 |
En el presente artículo se presentan y se analizan los resultados de un laboratorio sobre cargas electrostáticas producidas mediante métodos deinducción y fricción. Donde en la fricción uno de los dos elementos utilizados le cede electrones al otro, es decir uno queda cargado negativamente y el otro positivamente. Por otro lado, la inducción se da gracias a un instrumento llamado electróforo, el cual nos permite generar fácilmente una descarga eléctrica.
Gracias a estos dos procesos se analizan diferentes materiales para así clasificarlos enconductores y aislantes, donde los conductores tienen mayor facilidad para trasmitir cargas y dejar fluir los electrones, pero por esta misma razón es difícil generar una carga estática en ellas, en cambio con los materiales aislantes ocurre todo lo contrario, generan resistencia al flujo de carga, pero son fáciles de cargar estáticamente.

Como es bien sabido, la materia esta compuesta porunidades llamadas átomos, estas a su vez están conformadas por pequeñas partículas fundamentales como lo son los electrones, los protones y los neutrones, las cuales están en un equilibrio de cargas llamado también, estado de neutralidad. Sin embargo, este estado puede ser alterado adquiriendo una fuerza electroestática la cual Benjamín Franklin llamo como carga positiva y negativa. Es importanteresaltar que cargas iguales se repelen es decir generan una fuerza que las aleja, y las cargas diferentes ocurre lo contrario, es decir se atraen.
Un objeto puede adquirir carga eléctrica mediante diferentes procesos como lo son:
Carga por Rozamiento: “Cuando frotamos un aislante con cierto tipo de materiales, algunos electrones son transferidos del aislante al otro material o viceversa, de modoque cuando se separan ambos cuerpos quedan con cargas opuestas.” *
Carga por inducción: “Si acercamos un cuerpo cargado negativamente a un conductor aislado, la fuerza de repulsión entre el cuerpo cargado y los electrones de valencia en la superficie del conductor hace que estos se desplacen a la parte más alejada del conductor al cuerpo cargado, quedando la región más cercana con una cargapositiva, lo que se nota al haber una atracción entre el cuerpo cargado y esta parte del conductor. Sin embargo, la carga neta del conductor sigue siendo cero (neutro).”*
Carga por contacto: “Cuando ponemos un cuerpo cargado en contacto con un conductor se puede dar una transferencia de carga de un cuerpo al otro y así el conductor queda cargado, positivamente si cedió electrones o negativamente si losganó.”*

Para analizar el primero de estos métodos, se realizo un procedimiento muy simple.
Figura 1 |
Usando un electroscopio (ver Figura 1.) , varas y trapos de distintos materiales, se compararon las diferentes cargas que obtenían variados materiales después de un proceso de carga por fricción. El resultado que se obtuvo fue el mismo en todos, y fue que la carga obtenida de frotarcon cada uno de los trapos la misma vara era siempre la misma, sin embargo al frotar diferentes varas con el mismo trapo, obtuvimos cargas opuestas.
Para analizar los resultados obtenidos es útil tener en cuenta una serie triboeléctrica (ver tabla 1).

vidrio |
cabello |
nylon |
lana |
seda |
papel |
algodón |
acero |
madera |
ámbar |
acrílico |
goma sintética |poliéster |
poliuretano |
polietileno |
cloruro de polivinilo (PVC) |
Teflón |
tabla 1

Esta serie, clasifica materiales en función de su capacidad de conservar o ceder electrones. Es decir, cuando frotamos dos materiales, el que este en un rango superior (más arriba en la tabla) cederá sus electrones y quedara cargado positivamente, mientras que el otro recibirá electrones y tendrá una...