DEMOSTRACIONES DE ELECTROSTÁTICA

DEMOSTRACIONES DE ELECTROSTÁTICA Hugo Medina Guzmán PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ- DEPARTAMENTO DE CIENCIAS LIMA-PERÚ [email protected]

La física de la electricidad es un tanto más difícil de aprender que la mecánica clásica ya que los fenómenos eléctricos no son tan intuitivos y fáciles de observar como los mecánicos. Es por eso que, en conjunto con la teoría, es muy importante brindarle al alumno la posibilidad de familiarizarse con los  principios fundamentales de la electricidad. En el presente trabajo se recopilan experiencias simples realizables, con elementos de uso cotidiano como hilo, corcho, frascos, clips, papel de aluminio,  plástico, etc. Las nociones básicas que se pueden incorporar con estas prácticas son: Existencia de cargas eléctricas y de fuerzas electrostáticas. Principio de conservación de la carga. Aislantes y conductores. Inducción y polarización. Carga neta y Puesta a tierra.

NOTAS PRELIMINARES PRELIMINARES Este trabajo fue desarrollado en un largo tiempo y sin lugar determinado porque cuando surge una idea, inmediatamente se se toma nota y se pone a prueba. Si funciona,  bien. Si no es así, se busca mejorarlo, mejorarlo, o se abandona. Por lo tanto, estas demostraciones demostraciones se trabajaron a lo largo de los años. Y lo más importante, algunas "se inventaron solas". A la electrostática le gusta gastar bromas. Al tratar una idea experimentalmente, a veces  produce una sorpresa, y, aparece aparece un efecto nuevo. No dude en probar cosas. Todos los aparatos han sido diseñados para ser transportados al lugar de la conferencia  por lo que se deben empacar en un espacio espacio mínimo de manera segura para el transporte en un tiempo corto y estar listos para armarlos en forma rápida. MATERIALES EMPLEADOS Losas de tecknopor El tecknopor, firme, rígido y blanco, bla nco, es ampliamente disponibles. Utilizada para el embalaje y la protección de los envíos de instrumentos y otras cosas. Gran parte de este material se desecha. Es muy útil cuando se

necesita aislarse de tierra, parándose parándose en una una losa de un metro cuadrado y alrededor 3 cm. de espesor o más será suficiente. Diversos de tecknopor Vasos, esferas, bolitas que van a ser empleados en diferentes demostraciones. Pelotas de ping pong Estas para ser por conductoras deben ser  pintadas con pintura pintura de grafito o con carboncillo de lápiz.

DEMOSTRACIONES 1. ENCONTRAR LA CARGA DEL GENERADOR. Se puede determinar cuál es la carga de dos objetos diferentes después de frotarlos fr otarlos entre sí. Algunos materiales tienden a aferrarse a los electrones con más fuerza que otros. Si un material tiende a perder electrones cuando cuando entra en contacto con otro material, será más  positivo en la serie triboeléctrica. Si un material tiende a ganar electrones al entrar en contacto con otro material, será más negativo en la serie triboeléctrica. Serie Triboeléctrica

Positivos al comienzo y negativos al final 1. Manos 10 19. Poliéster (Muy Aluminio 20. Tecknopor Tecknopor  positiva) 11. Papel 21. Saran Wrap 2. Piel de 12. (Plástico) conejo Algodón 22. Poliuretano 3. Vidrio 13. 23. Polietileno 4. Cabello Madera (Scotch) humano 14. Ámbar 24. 5. Nylon 15. Jebe Polipropileno 6. Lana duro 25. Vinilo 7. Piel 16. Níkel, (PVC) 8. Plomo Cobre 26. Silicón 9. Seda 17. 27. Teflón Bronce, (Muy negativo) Plata 18. Oro, Platino Usando  una bolita, un estudiante puede determinar la carga del generador. Cargue una bolita neutra por la frotación de un tubo

de plástico con lana. Toque la bolita con el tubo de plástico (carga por conducción) y la  bolita se cargarán negativamente. negativamente.

Cargue al generador y acérquele la bolita con carga negativa. El generador atraerá a la  bolita. Esto es una prueba de que que el generador es positivo.

Sin embargo, la atracción no prueba ni determina la carga de un objeto, porque incluso una varita neutral atraería una bolita negativa. Ahora frote una varilla de vidrio con un  pañuelo de seda o con un envoltorio envoltorio plástico y toquen una bolita neutra. Ustedes Ustedes han cargado car gado la barra de vidrio de manera positiva de acuerdo con la serie triboeléctrica y a la bolita como positiva. Ahora acerque la varita cargada a la bolita con carga positiva y la repelará La repulsión siempre prueba la carga de un objeto. Ahora se puede estar seguro de que la varita es positiva.

También se puede probar la carga en el generador con un electroscopio cargándolo con un objeto con carga conocida por conducción. Esta vez se puede cargar el electroscopio positiva o negativamente y acercar la vara al electroscopio y observar si las hojas divergen o se juntan. Si el electroscopio está cargado positivamente, entonces la vara hará que las hojas se separen más. Si el electroscopio está cargado negativamente, entonces la vara hará que las hojas caigan.

2. ATRACCIÓN Y REPULSIÓN Pegue una hoja de papel a la pared (Utilizando el Fun Fly Stick)

Coloque una hoja de papel contra una pizarra o la pared. Active el generador y frote el papel con el tubo de control. control. Deje el papel y "péguelo" en la superficie moviendo la varita hacia arriba y abajo sobre el papel. Controle en cuánto tiempo queda pegado. Compare para diferentes superficies. La razón por la hoja de papel toca al a l tubo y lleva una carga ligeramente positiva y se pega a la pared neutra por inducción. Al igual que el papel, la pared es un mal conductor y el  papel cae después de que que las partículas ionizadas de aire y los electrones en la pared lo neutralizan.

Las cargas pueden atraer a un objeto neutro Un fenómeno interesante es que un objeto con un exceso de cargas eléctricas estáticas atraerá a un objeto aparentemente neutro. Esto se puede ver frotando un globo con algún material para darle una carga y luego  pegarlo en la pared

La razón por la que esto funciona es por la inducción electrostática. Hay algunos átomos libres con carga opuesta en la pared del material. Por lo tanto, la pared no es completamente neutra. Sin embargo, el número de cargas disponibles no es muy grande. Si la pared hubiera dado cargas opuestas, el globo se pegaría mucho mejor. Para algunos materiales, el globo no se pega en absoluto

Vasos que se repelen Dos vasos de tecknopor, cuelgan de una cuerda. Cargue un vaso por dentro dentro y por fuera, frotándolo con un paño de algodón limpio. Puede ser con cualquier otra tela. Cargue el otro vaso. Suspéndalos, Suspéndalos, se demuestra la repulsión mutual de cargas iguales. Ellos inducen la carga opuesta sobre usted, y son atraídas a usted. Esto demuestra  porque el polvo se pega pega a la pared. (Virtualmente todo el polvo está cargado.)

cadena atada en la parte superior a una barra corta con las bolas descargadas, colgadas quedan en contacto. Poner a tierra el generador (conectar a un metal de la mesa será suficiente). Párese sobre una base de tecknopor para aislarse. Sostenga la barra de las bolas por un lado, conectar el otro lado al generador. Las bolas se separarán varios centímetros de distancia, por la repulsión r epulsión mutua. A continuación, suelte el contacto c ontacto con el generador, y vea las bolas. Ellas se acercan una a la otra se mostrará que las bolas están  perdiendo carga.

Atraiga una lata de gaseosa. (Con Fun Fly Stick) Tome el Fly Stick y acérquelo al costado de una lata vacía. La lata es atraída a traída y rueda hacia la varita. Rápidamente ponga la varita al otro lado de la lata y rodará en sentido contrario. Puesto que la lata es un conductor, los electrones en la lata más cercanos a la varita cargada se mueven hacia ese lado de la lata, causando la atracción. El mismo proceso se  produce al mover la varita al otro lado de la lata. Con la práctica se puede rodar la lata hacia adelante y hacia atrás con facilidad.

Se puede realizar el mismo experimento utilizando una varita de plástico o un globo frotado con un paño de lana.

Par de bolas de ping pong Las bolas recubiertas con grafito se s e suspenden  por medio de una cadena fina fina de bronce. La

Variante. Desviar un chorro de agua por medio de la fuerza electrostática

En la imagen podemos ver como el chorro de agua se encuentra desviado por la acción del globo. Lo que sucede es que el globo está electrizado y por un fenómeno de variación de cargas eléctricas desvía sensiblemente el chorro de agua. Explicación. Luego de frotar el pelo se carga y genera una pequeña fuerza electrostática que atrae a otros cuerpos. Lo interesante de este experimento, es que demuestra por qué las gotas de lluvia son más gruesas durante las tormentas eléctricas. Durante estos fenómenos, las gotas se cargan y se unen entre si.

Atracción de una pieza de Madera 2 x 4 de 2m Frote una varita de plástico con un paño de lana y acérquelo a una pieza de 2,40 m de madera (placa 2 cm  4 cm), equilibrada en el centro de un vidrio de reloj al revés o algo de fricción sin otro punto de pivote. La madera tiene que girar libremente para que el experimento funcione. Sostenga la varilla cerca del extremo de la tabla y la varilla cargada atrae a la tabla. Se produce un efecto electrostático igual que en la lata. Los electrones en la madera cercana a la varita cargada emigran a ese lado de la madera, causando la atracción. 

Esta experiencia se puede hacer también ta mbién con el Fun Fly Stick.

Granizo de Volta. Este aparato se emplea para comprobar algunos efectos mecánicos debidos a la acción a cción de la electricidad sobre los cuerpos. Una serie de pequeñas bolas de corcho o de médula de saúco (pueden ser pedacitos de  papel) están encerradas en un cilindro de vidrio de aproximadamente dos y media o tres  pulgadas de alto, formada por cortar el fondo de un frasco pequeño. La parte superior e inferior del cilindro está cerrada por dos  piezas circulares de metal de hoja. El disco superior se conecta a la descarga positiva de un generador. El disco inferior se conecta a tierra, debido al efecto de polarización, tanto la placa metálica inferior como las esferitas de corcho se cargan negativamente,  provocándose un movimiento de atracción de dichas esferitas esferitas hacia el disco disco superior. Seguidamente, debido al efecto de neutralización, las esferas en contacto con la  placa superior se s e cargan con signo positivo y las cargas positivas del disco repelen a las de las esferillas, por lo que éstas caen al fondo, momento en el que vuelve a iniciarse la  polarización, repitiéndose el proceso proceso anterior.

De este modo, el observador, ve cómo las esferas de corcho suben y bajan continuamente. A. Volta, se sirvió de este experimento para explicar el aumento de volumen de los granizos antes de caer en la tierra.

Platos voladores Coloque al revés un molde pequeño (unos 10 cm. de diámetro) de aluminio de los usados en repostería sobre el domo de su generador. Cuando este conecta, el molde levitará y volará hacia un costado. Los objetos con cargas iguales se repelen el uno al a l otro. Ahora coloque dos y vea lo que sucede. Cuando se conecta el generador, el primero pr imero sostiene el inferior abajo, hasta que el primero vuela, esto permite al inferior salir. Coloque varios moldes de pastel sobre el domo del generador, y prepárese para una tormenta de moldes. Cuando se conecta el generador arrojará una secuencia en varias direcciones. Con el Fun Fly Stick, coloque los moldes sobre un vasote tecknopor, acerque el Fun Fly Stick y actívelo.

Construcción.

La parte vertical es de plástico, doblado en forma de círculo. Es coronada coronada por discos de aluminio, superior e inferior. Un lote lot e de  bolitas de tecknopor se vierte en el. Conecte el generador. Las bolitas saltan arriba y abajo.

Pop corn El tecknopor usado para embalar se encuentra en grandes cantidades en pedazos (6 mm o más); de peso muy ligero, muy suaves, un  poco elásticas. Cubra la parte inferior inferior del tazón con las piezas de tecknopor un tazón de  plástico. Coloque el tazón sobre sobre una placa metálica. La base cargada ahora rechazaría las piezas de tecknopor y las tiraría, no es así porque la  placa inferior se ha cargado por inducción, con polaridad opuesta a la cara superior. Súbitamente levante el tazón. Las piezas de tecknopor vuelan hacia fuera en todas las direcciones.

3. DESCARGA POR LAS PUNTAS. Se puede la electricidad que fuga en forma de una luz azul pálido o violeta. Esto se conoce como corona de descarga de las puntas. Se  produce en puntas, puntas, esquinas y bordes. bordes. La descarga de electricidad a partir part ir de un punto agudo se llama también la descarga de convección.

La descarga de convección de un alambre a lambre  puntiagudo conectado conectado al conductor principal del generador soplará la llama de una vela mantenida cerca de ella.

Molinete de viento eléctrico

Los molinos molinos eléctricos accionan como sigue. Las cargas eléctricas que escapan por las  puntas se pegan a las moléculas del aire, ionizándolas con la la misma misma polaridad. polaridad. Como las mismas polaridades se repelen mutuamente, las puntas se empujan hacia atrás, produciendo una rotación alrededor del eje central. El dispositivo dispositivo puede tener más de dos brazos. El molino de viento eléctrico puede construirse fácilmente. Una varilla de bronce  puede ser un soporte soporte perfecto.

Construcción de un molinete eléctrico.

Para la confección del molinete puede utilizarse el papel de aluminio a luminio proveniente de una bandeja descartable. Marque sobre la hoja de aluminio a luminio las líneas y el perímetro, según las medidas indicadas en la figura.

Haga una depresión en el punto central, c entral, cuidando que el aluminio no se perfore. p erfore.

Recorte el perímetro y doble en suave curva hacia abajo los extremos, a unos 3 cm. de los vértices.

El molinete debe quedar en equilibrio y horizontal apoyándolo sobre una aguja en su depresión central. Si así no ocurre, corrija la  posición de sus dobladuras dobladuras hasta lograrlo. Soporte. Recorte un taco de tecknopor de 8 cm.  8 cm.  5 cm. 



Eje. Tome un trozo de alambre de cobre de 1 mm de diámetro. Si está esmaltado, remueva el esmalte raspando unos 10 cm. de sus extremos. En uno de ellos sujete una aguja de  punta roma (de las que se utilizan para coser lana). Insértelo en el taco de tecknopor. Verifique la verticalidad del tramo con la aguja. Instale el molinete en su extremo. Sople suavemente: el molinete debe girar sin resistencia. Para hacerlo funcionar conecte el generador a la parte inferior del alambre y el molinete comenzará a girar. Cuando ponemos en contacto con el generador, su carga se distribuye por todo el sistema, llegando hasta el molinete. Como éste presenta dos extremos afilados, la concentración de cargas será mayor en ellos.

Una carga que se encuentre en el vértice será fácilmente despedida por las del mismo signo que la empuja desde atrás. atrá s. Esa carga se incorporará a alguna molécula de aire

cercana, y se producirá una repulsión entre esa molécula y el vértice del molinete,  provocando el retroceso de éste. éste. Mientras sigamos suministrando cargas, el  proceso se repetirá repetirá para otras moléculas del aire, generando lo llamado "viento eléctrico". eléctr ico". Las fuerzas aplicadas a ambos extremos del molinete originan una cupla, que es la que  produce su rotación. rotación.

4. JAULA DE FARADAY Cuando un cuerpo conductor está cargado eléctricamente, sus cargas no se distribuyen uniformemente, como verificaremos en esta experiencia. Si un cuerpo está fabricado con un material en el que las cargas pueden moverse libremente, estas se desplazarán y reacomodarán hasta que no se ejerza ninguna fuerza sobre ellas. Es decir, hasta que se anule el campo eléctrico en el volumen del mismo. La Jaula de Faraday es un ejemplo de estos cuerpos.

Construcción de una jaula de Faraday Base Prepare un bloque de tecknopor de 9 por 9 centímetros, y de 4 centímetros c entímetros de grosor. Cilindro

Corte un rectángulo de 22 por 14 centímetros de tejido de alambre (malla mosquitero). Enrolle la malla formando un cilindro de 14 centímetros de longitud y 6 centímetros de diámetro. Ligue los bordes superpuestos con soldadura de estaño, o cosiéndolas con un trozo de alambre fino, tomado del mismo tejido.

Hojuelas Recorte en papel de seda 10 o 12 tiras de 6 centímetros por 8 milímetros, y dóblelas a 1 centímetro de un extremo. Armado Cuelgue hojuelas de papel del borde superior de la jaula, algunas por la parte externa y otras por la parte interior Toque la jaula con el generador. Repita la operación varias veces veces para conseguir una buena electrificación de la jaula

5. PARAGUAS ELÉCTRICO La repulsión de los cuerpos puede ser mejor ilustrado pegando algunas tiras de papel de seda de unos 5mm de ancho en un corcho  pequeño cubierto de papel papel de aluminio. El corcho se monta en el extremo superior de un alambre rígido de cobre colocado en una  botella. Cuando se conecta a una máquina electroestática, las tiras de papel de seda se extienden como un paraguas.

6. LAS CAMPANAS DE FRANKLIN. Benjamín Franklin. Después de inventar el  pararrayos y poner poner uno en su casa, puso el conductor al interior del conductor (¡que no debería haber hecho!) y lo conectó a una campana. Otra campana muy cercana la conectó a tierra. En medio de ellas colgó un  badajo de metal, mediante un hilo. Cuando Cuando apareció una nube de tormenta cargada, las campanas resonaron una y otra vez. Este dispositivo electrostático en realidad fue inventado en 1742 por Andrew Gordon,  profesor de Filosofía Filosofía Natural en la Universidad de Erfurt, Alemania. Las campanas de Gordon constituyeron el primer pr imer dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía mecánica en forma de movimiento mecánico continuo, en este caso, el movimiento de un badajo de campana ca mpana de ida y vuelta entre dos campanas de carga opuesta.

Con dos pelotas en la ranura, éstas se golpean en el medio, se descargan la una a la otra, separadas van a golpear golpear los electrodos, y obtienen cargas opuestas, chocan de nuevo, y así sucesivamente. sucesivamente. Los movimientos movimientos de las las  bolas pueden llegar llegar a ser erráticos.

Caja ruidosa Similarmente a las campanas campanas de Franklin F ranklin es  posible hacer un dispositivo dispositivo muy sencillo. Toda la estructura de material aislante, a excepción de electrodos planos que consisten en dos discos de 7 cm., 2 mm de espesor, las esquinas y los bordes redondeados, para reducir el efecto corona. La pelota cargada es conducido a través del campo eléctrico entre los discos La pelota cargada es conducido a través del campo eléctrico entre los discos, toca, adquiere la carga car ga opuesta, luego es impulsada hacia atrás, y así sucesivamente

Variación con dos pistas Así mismo se puede hacer dos pistas para las  pelotas, tal que las pelotas ruedan ruedan en la parte inferior, con bordes de las bandas casi tocándolas.

Se puede poner la bola cargada entre dos latas como se muestra en la fotografía, el efecto sonoro es impresionante.

Una variación interesante es hacer una pista con tiras de plástico en la base, poner la bolita conductora y realizar la experiencia anterior, es interesante observar el efecto producido al alejar y separar las placas.

Con una pelota, el funcionamiento es el mismo que arriba. Con una pelota en cada ranura, se obtiene la sincronía alternativa. Las bolas se cruzan en el medio, una hacia un lado, y la otra al a l lado opuesto.

7. MOTORES Motor Electrostático de Poggendorff

Variación con dos pelotas

Este motor electrostático primero fue experimentado por Johann Christoff Poggendorff, alrededor de 1870. Actúa como sigue. sigue. Las cargas eléctricas eléctricas son depositadas en un disco aislador por un punto del metal. Esta zona zona cargada entonces entonces es atraída por el punto de la polaridad opuesta,  promoviendo una rotación del del disco alrededor del eje central. central. La simetría simetría inherente del dispositivo puede inducir un difícil comienzo que puede ser evitado si los puntos se s e inclinan tangencialmente.

Construcción de un modelo didáctico El rotor es un disco aistante de 10 centímetros de diámetro (el disco aislante a islante puede obtenerse fácilmente a partir de CD-ROM desmetalizado). Perforar un agujero de centro con una aguja. Utilizar una aguja como eje. La rotación se auto-inicia, a uto-inicia, con los electrodos tangenciales al disco. El viento vi ento eléctrico de los electrodos ayuda a girar al disco. Sin embargo, el par mayor se debe a las cargas en el borde del disco formadas for madas por el campo eléctrico de las dos barras.

Variación Motor de vaso de tecknopor Una tapa de cartón se pega en la parte superior de un vaso de tecknopor. El eje vertical es una aguja de tejer de aluminio. Descansa en un hoyo en una base de  plexiglás. Con el dedo pulgar y sin apretar sostener la parte superior, como soporte superior. El vaso gira rápidamente. rá pidamente.

El motor de Franklin

El motor electrostático de Franklin consiste esencialmente en una rueda sin llanta que gira en el plano horizontal sobre cojinetes con un  bajo coeficiente de rozamiento. rozamiento. Para accionar el motor se acumulaba carga electrostática en una botella de Leyden, que es una versión primitiva de un condensador moderno de alta tensión. Franklin cargaba las  botellas con un un generador  generador electrostático.  electrostático.  Los terminales de las dos botellas de Leyden  poseían cargas de polaridad opuesta, se situaban de manera que fuesen rozados por los dedales situados en lados opuestos de la rueda giratoria. Desde cada terminal de la botella de Leyden saltaba una chispa al dedal que pasaba a la distancia mínima y le trasmitía una carga de la misma polaridad que la del terminal. La fuerza de repulsión entre cargas del mismo signo contribuía a proporcionar momento a la rueda. Pero también los dedales antes de cambiar de polaridad eran atraídos por el terminal de la botella de Leyden. El momento total es la suma de los momentos correspondientes a las fuerzas atractivas y repulsivas.

Motor electrostático para demostraciones El funcionamiento del motor electrostático es muy simple. Un electrodo pone cargas  positivas sobre una una de las placas del rotor, que es atraído inmediatamente por el polo opuesto del estator. estator. Un segundo electrodo electrodo neutraliza entonces estas cargas y el ciclo c iclo continúa. El motor gana gana velocidad, que que es limitada solamente solamente por la fricción fricción inevitable en cualquier dispositivo mecánico.

En la la figura se muestra el el principio. principio. Uno reconoce inmediatamente el homólogo de un motor clásico de corriente continua con un estator de dos postes y un rotor de tres postes.

será afilada para facilitar facilitar el giro. Un disco disco del metal con un hoyo centrado, localizado en la tapa, es una buena idea para reducir al mínimo la fricción. El rotor y los estat estatores ores se espacian cerca de un centímetro centímetro c - los postes terminales apoyados por espaciadores aislados. En la figura se muestra muestra un ejemplo de un modelo corriente.

Para hacerlo funcionar se necesita una fuente del alto voltaje de corriente corrient e continua de algunas decenas de kilovoltios es necesaria. El mini generador, la máquina de Wimshurt son buenos.

8. INDICADOR DE CAMPO Para demostrar las líneas del campo eléctrico  para varios pares de electrodos. electrodos.

En la la figura se muestra cómo uno puede construir un dispositivo de demostración. Primero, corte una base de aisladora, de 30 x 10 x 1 centímetro, sobre la cual será montado a - Los estatores hechos con dos latas de metal vacías vacías de cerveza o de soda, soda, cada una apoyada por por un espaciador espaciador aislante. Un electrodo del alambre del cobre, cobr e, diámetro de cerca de 1 mm, se enrolla 3/4 de vuelta alrededor de cada lata y mantenida mantenida en lugar lugar  por pedacitos de la la cinta adhesiva (debe ser cinta adhesiva adhesiva de aluminio). aluminio). El extremo libre de los alambres alambr es es afilado y curvado hacia el rotor, guardando una separación de 1 a 2 mm.  b - el rotor se hace hace de una botella plástica de un diámetro casi igual al de las las latas. Sobre él esté se pega pega tres franjas de hoja del aluminio o de cinta adhesiva del aluminio, espaciadas cerca de 1 cm. cm. Un agujero agujero bien centrado se  perfora adentro el fondo de la la botella para  permitir que pase el eje a través. través. El eje  puede ser cortado de varillas varillas de soldadura de diámetro de 2 a 3 mm, su extremidad superior

Con aceite y sémola o semillas se millas de césped. Aparato y materiales Aparato de campo eléctrico Consiste en dos electrodos montados en un recipiente de vidrio, ver la ilustración.

Generador electrostático Un generador Van de Graff, también puede usarse una fuente de poder de 500 V. Electrodos Los electrodos pueden ser hechos de aluminio. Sémola. Para materializar el campo Aceite de ricino. Medio en que se orientan las partículas en el campo eléctrico. Procedimiento a) Llena la unidad de electrodo de una capa del aceite de ricino a una profundidad de aproximadamente 0,5 cm. Rocíe una capa fina

de sémola sobre la superficie (Un ( Un pedazo delgado de tubo de vidrio con un extremo  puntiagudo ayudará a distribuir distribuir uniformemente la sémola.) es mejor comenzar con poca sémola que comenzar y aumentar la cantidad más tarde.  b) Colocar los electrodos en el aceite de ricino. Una el terminal positivo al generador y el negativo a tierra. Cuando es encendido, las líneas de campo serán claramente clar amente visibles. c) Trate con electrodos de formas diferentes. Por ejemplo, uno puede ser Dos electrodos de puntuales. Cargas diferentes diferentes

Cargas iguales

Un electrodo puntual mientras mientras el otro otro es una  placa,

Con tarjeta tipo brújula. La base es una plancha de tecknopor, 2 cm. de espesor o más. Se clavan veinte alfileres en él, dispuestas en arcos de círculo. Cada alfiler lleva una tarjeta de 3 mm x 5 mm perforados,  para gire fácilmente con el alfiler como eje. eje. Las tarjetas deben ser de color oscuro, para ser vistas fácilmente. Las tarjetas están en desorden en un primer momento, cuando se aplica la diferencia de  potencial a las barras. El campo alinea las tarjetas con las las líneas del campo.

Para mantener las tarjetas cerca de las cabezas de alfiler, deslice una pequeña cuenta en los alfileres y pegarlo.

9. BOTELLA DE LEYDEN DESMONTABLE. La figura muestra una botella de Leyden desmontable.

Un electrodo circular de cable con c on un electrodo de punto en el centro mostrará un campo radial.

El campo con dos platos bastante bast ante se cierra  juntos también debería mostrar. mostrar.

Este aparato experimental, inventado por el estadista y científico estadounidense Benjamín Franklin, fue utilizado para ilustrar

una creencia errónea de que la carga en una  botella de Leyden no reside en las las armaduras de metal, sino en el vaso dieléctrico. El frasco estaba montado y cargado de electricidad. Si la botella se desarma en sus partes, se encuentra que las partes no están cargadas y se puede manipular sin necesidad de crear una chispa. Sin embargo, si la botella se vuelve a montar, una chispa podría lograrse entre las  placas metálicas interiores y exteriores. exteriores. Se suponía que esto demostraba que la carga de  botellas de Leyden y todos todos los condensadores, se almacena en el dieléctrico no en las placas de metal. Sin embargo, ahora se sabe que esto era un efecto especial causado por la alta tensión en la botella de Leyden. Cuando la  botella se desmonta, la carga se deposita deposita sobre el vaso por la descarga corona. El desmontaje no elimina gran parte de la carga, así que cuando la botella se vuelve a montar hay suficiente carga para causar una chispa. En general, la carga ca rga en los condensadores, tales como las botellas de Leyden se almacena en las placas.

10. LEVITACIÓN ELECTROSTÁTICA Por campo eléctrico. Levitación Electrostática es el proceso pr oceso usar un campo eléctrico para levitar un objeto cargado y contrarrestar los efectos de la gravedad. Ha sido utilizado, utiliza do, por Robert millikan en el experimento de la gota de aceite. Debido al teorema de Earnshaw no es posible utilizar campos electrostáticos para hacer levitar establemente una carga puntual. Existe un  punto en los dos dos campos se cancelan, pero es inestable. Por retroalimentación es posible ajustar las cargas para lograr una levitación cuasi estática Demostración. Coloque una hoja grande de metal o de cartón forrada con papel aluminio en el suelo, por encima un disco de aluminio de unos 20 cm. de diámetro. Conecte la base a tierra. Coloque en el centro de la hoja un  pedazo de papel de aluminio, o de papel metalizado, tal como el utilizado para un  paquete de cigarrillos. No importa importa la forma, todos deben tener una parte superior redondeada, y la inferior puntiaguda. Conecte su generador al disco superior, muévalo hacia el papel de aluminio. Con la práctica usted puede conseguir que el  papel de aluminio levite y flote flote en el aire entre la placa superior y la placa de tierra.

El generador atrae el aluminio a tierra, pero luego la descarga corona de los bordes de la hoja forma un camino conductor en el aire y  permite al metal adquirir una carga como de la esfera, lo que incrementa la fuerza de repulsión. Como el papel de aluminio disminuye, pierde su carga por el efecto corona, y es nuevamente atraído hacia arriba. A una distancia en particular se puede lograr que la  pieza de papel aluminio para quede quede inmóvil en el espacio equilibrando las fuerzas de gravedad y la continua pérdida corona.

Si se pone una esfera conductora conductora pequeña está saltará de placa a placa.

Levitación por repulsión r epulsión Mediante algunos materiales comunes se  puede hacer un levitador levitador electrostático. Elementos varilla de plástico con punta, Espuma para frotar, Base de apoyo, y Anillo

Confección del levitador. 1. Para hacer la varilla de Plástico, cortar tubo de PVC de una longitud de 40 a 45 cm. utilizando. No todos los Tubos de PVC son guales. Algunos tubos permiten mucho mejor el deslizamiento. Pruebe si la espuma desliza hacia arriba y abajo suavemente.

2. El tubo necesita una punta para recoger al anillo cargado, ya que si lo tocas con tus manos se pegará a ellas. Un corcho con un  palillo en el estará bien 3. Para que la espuma deslice, envolver el trozo más pequeño de espuma de 9 mm de espesor alrededor de la varilla y poner una gota de pegamento caliente en la línea de superposición. Mantener hasta que se enfríe, luego se corta el exceso. Tenga cuidado de dejar lo suficientemente floja como para que deslice fácilmente. 4. La pieza de espuma más grande será el  piso. 5. Para hacer el anillo, cinta de los extremos de la tira de material de embalaje con c on cinta adhesiva transparente. Si desea utilizar otras formas de material de embalaje, además del anillo, vaya por delante, ser imaginativo, pero recuerde que cuanto más masiva es el objeto volador, más difícil será para levitar. Algunos  patrones se reducen siempre siempre al final de esta actividad. A veces el material de embalaje de polietileno se trata de ser "antiestática". Esto es especialmente probable si el material fue envuelto alrededor de un equipo de música o el ordenador. Esta espuma tratado no va a funcionar para el experimento Usando el Fun Fly Stick es mucho más fácil  porque este genera genera carga permanentemente

CONCLUSIONES Se han descrito experimentos de electricidad estática muy fáciles de construir, c onstruir, baratos y ligeros, que pueden transportarse y realizarse durante una clase convencional de teoría. Frente a otros recursos docentes, como el empleo de visualizaciones, simulaciones si mulaciones numéricas, estas demostraciones tienen la

ventaja de ser observadas directamente por los estudiantes, quienes pueden incluso intentar posteriormente a realizarlas ellos mismos. Los resultados de la incorporación de estos experimentos han sido muy positivos. Es importante recordar que en los primeros cursos universitarios los estudiantes pueden conectar la matemática con la que se trabaja en las asignaturas con la realidad física que les rodea. Este recurso docente permite la  justificación de unos unos desarrollos teóricos-matemáticos, que difícilmente son aceptados por los estudiantes cuando comienzan sus estudios. Son también un importante elemento de motivación, que despierta la curiosidad de estudiantes apáticos o desinteresados.

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