Trabajo Práctico Laboratorio

Objetivos:
• Estudiar cómo se distribuye la carga en una esfera conductora.
• Verificar que la carga eléctrica se reparte de manera proporcional entre dos esferas conductoras idénticas en contacto.
• Verificar la separación de cargas en una esfera neutra cercana a un objeto cargado.
• Comprender como se carga un objeto por inducción.





Actividades:

• Analizar cómo estáconectada la esfera que será utilizada como cuerpo de carga a la fuente de voltaje electrostático.
• Medir la carga de dicha esfera en diferentes puntos de la misma para ver cómo está distribuida.
• Descargar la otra esfera tocándola, y verificar que su carga sea cero.
• Acercar la esfera neutra a la esfera cargada y medir nuevamente la carga en diferentes puntos, especialmente en los puntos máscercanos y más lejanos a la otra esfera.
• Alejar nuevamente la esfera neutra y volver a medir la carga en los mismos puntos.
• Para verificar como se distribuye la carga entre ambas esferas, desconectar la esfera cargada teniendo la precaución de no tocarla, y medir su carga. Luego ponerla en contacto con la esfera neutra. Medir la carga de ambas esferas.
• Para cargar la esfera porinducción, conectar nuevamente una de las esferas a la fuente de voltaje electrostático y descargar la otra. Acercar la esfera neutra a la esfera cargada tocando momentáneamente con la mano la esfera neutra. Alejar ambas esferas y verificar si su carga sigue siendo cero.






MARCO TEÓRICO

Electrostática


La electrostática es la rama de la física que estudia los efectos mutuos que seproducen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en reposo, sabiendo que las cargas puntuales son cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables frente a otras dimensiones del problema. La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones yrepulsiones entre los cuerpos que la poseen.
Históricamente, la electrostática fue la rama del electromagnetismo que primero se desarrolló. Con la postulación de la Ley de Coulomb fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir del siglo XVII, y ya en la segunda mitad del siglo XIX las leyes de Maxwell concluyeron definitivamente su estudio y explicación, y permitieron demostrar cómolas leyes de la electrostática y las leyes que gobiernan los fenómenos magnéticos pueden ser estudiadas en el mismo marco teórico denominado electromagnetismo.
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Aislantes y conductores
Los materiales se comportan de forma diferente en el momento de adquirir una carga eléctrica. Así, una varilla metálica sostenida con la mano y frotada con una piel no resulta cargada. Sin embargo, sí esposible cargarla cuando al frotarla se usa para sostenerla un mango de vidrio o de plástico y el metal no se toca con las manos al frotarlo. La explicación es que las cargas pueden moverse libremente entre el metal y el cuerpo humano, lo que las iría descargando en cuanto se produjeran, mientras que el vidrio y el plástico no permiten la circulación de cargas porque aíslan eléctricamente la varillametálica del cuerpo humano.
Esto se debe a que en ciertos materiales, típicamente en los metales, los electrones más alejados de los núcleos respectivos adquieren fácilmente libertad de movimiento en el interior del sólido. Estos electrones libres son las partículas que transportarán la carga eléctrica. Al depositar electrones en ellos, se distribuyen por todo el cuerpo, y viceversa, al perderelectrones, los electrones libres se redistribuyen por todo el cuerpo para compensar la pérdida de carga. Estas sustancias se denominan conductores.
En contrapartida de los conductores eléctricos, existen materiales en los que los electrones están firmemente unidos a sus respectivos átomos. En consecuencia, estas sustancias no poseen electrones libres y no será posible el desplazamiento de carga a...