INTRODUCCIÓN
La electricidad se podría definir como Propiedad fundamental de la materia que se manifiesta por la atracción o repulsión entre sus partes, originada por la existencia de electr ctrone ones, con car carga neg negativa iva, o protone ones, con carga positiv itiva a. También decimos que la electricidad es una Forma de energía basada en esta propiedad, que puede manifestarse en reposo, como electricidad estática, o en movimi movimient ento, o, como como corrie corriente nte eléct eléctric rica, a, que da lugar lugar a lu!, lu!, calor calor,, campo campos s magnéticos, etc. "n esta experiencia nos basamos #nicamente en la electricidad estática, específicamente en la electri!ación por frotamiento$ queremos entender en qué consiste este fenómeno, por que ocurre el intercambio de electrones sabe saberr cuál cuáles es son son los los mate materi rial ales es más más prop propen enso sos s a cede cederr los los elec electr tron ones es mencionados anteriormente, %si estos son los llamados negativos en la serie tribo & eléctrica eléctrica o los positivos en la serie serie tribo & eléctrica'. eléctrica'. La electroestática en un inicio se tomaba como magia, o bru(ería, pero con el avance de la tecnología la forma de pensar de la gente se empe!ó a anali!ar más afondo lo que sucedía cuando se frotaba, una cosa con otra, se )a avan!ado tanto que a tenemos conocimiento de una tabla tribo eléctrica, la cual nos dice que depende de que elemento con que otro elemento cual va a ser la carga de cada uno. *lrededor *lrededor del a+o -- a. ., el filósofo griego Tales ales de /ileto descubrió descubrió que si frotaba un tro!o de la resina vegetal fósil llamada ámbar, en griego élektron , este cuerpo adquiría la propiedad de atraer peque+os ob(etos. *lgo más tarde, otro griego, Teofrasto %01- a. .', reali!ó un estudio de los diferentes materiales que eran capaces de producir fenómenos eléctricos escribió el primer tratado sobre la electricidad. "n el informe a presentar se exponen los principales fenómenos electrostáticos entredós o más partículas de diferentes cargas. "sta ve! relacionando cada partícula a un material o sustancia que fueron cargadas o inducidas por frotamiento, esto quiere decir que 2i un material tiende a perder algunos de sus electrones cuando entra en contacto con otro, se dice que material material adquiere carga eléctrica positiva. 2i un material tiende a capturar electrones cuando entra en contacto con otro material, se dice que dic)o material adquiere carga eléctrica negativa.
*lgunos e(emplos de materiales ordenados de más positivo a más negativo3 Piel de cone(o, vidrio, pelo )umano, nlon, lana, seda, papel, algodón, madera, ámbar, polester, poliuretano, vinilo %P4', teflón
OBJETIVOS
Objetivo general: •
"studiar los materiales.
principales
fenómenos
electrostáticos
con
diferentes
Objetivos espec!icos: •
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*nali!ar el comportamiento del papel al acercar ob(etos con diferentes tipos de cargas. 5eterminar con un tubito de neón los tipos de carga que aparecen al frotar varillas de plástico. "studiar con un tubito de neón como se cargan una placa de policarbonato una )o(a de acetato al frotarlas con un papel al entrar en contacto una con otra.
"#RCO TEÓRICO * principios del siglo 6477 comien!an los primeros estudios sobre la electricidad el magnetismo orientados a me(orar la precisión de la navegación con br#(ulas magnéticas. "l físico real británico 8illiam 9ilbert utili!a por primera ve! la palabra electricidad, creada a partir del término griego elektron %ámbar'. "l (esuita italiano :iccolo cabeco anali!ó sus experimentos fue el primero en comentar que )abía fuer!as de atracción entre ciertos cuerpos de repulsión entre otros. Por muc)o tiempo la electroestática fue considerada como magia, algunos la consideraban )abilidad, fue considerada )asta bru(ería, ;asta *lrededor de 1<= el físico alemán >tto von 9ueric?e anali!a la electroestática como se produce construe la primera máquina electrostática capa! de producir almacenar energía eléctrica estática por ro!amiento. "sta máquina consistía en una bola de a!ufre atravesada por una varilla que servía para )acer girar la bola. Las manos aplicadas sobre la bola producían una carga maor que la conseguida )asta entonces. "n 1<-1 se perfecciono la máquina de fricción usando una esfera de vidrio. ;asta entonces se )a dado uso a esa @magiaA %como la denominaban muc)o antes de estudiarse' en polvos los cuales al agregarse una carga estática se ad)ieren a una superficie dando la impresión de pintura$ se )a llegado a encontrar la forma de cómo utili!ar la electroestática para el bienestar )umano, más que bienestar la estética, una maquina bronceadora que utili!a la electroestática en su atomi!ador.
$%&' es la electroest(tica) 2e podría decir que es el área de la física que se encarga de estudiar fenómenos asociados a cargas eléctricas en reposo. on el estudio de la electroestática se da inicio a la b#squeda del conocimiento que nos permitirá comprender algunos fenómenos eléctricos. La electroestática es el punto de partida para el estudio de fenómeno de la electricidad, su control por parte del )ombre, por cierto, es la base de numerosas aplicaciones científicas tecnológicas.
#islantes * con+&ctores
Los materiales se comportan de forma diferente a la )ora de adquirir una carga eléctrica$ esto se debe a que en ciertos materiales, típicamente en los metales, los electrones más ale(ados de los n#cleos respectivos adquieren parcialmente libertad de movimiento en el interior del solido$ "stos electrones libres son las partículas que transportan la carga eléctrica. *l depositar electrones en ellos, se distribuen por todo el cuerpo para compensar la pérdida de carga.
,a triboelectri-aci.n "l más reciente aporte del grupo de investigadores del 7nomat al avance del conocimiento sobre la electrostática consistió en develar algunos de los mecanismos implicados en la triboelectri!ación, o la generación de electricidad por ro!amiento. 2e considera que la triboelectri!ación es el fenómeno electrostático más com#n. ;asta )ace algunas décadas, no se lo comprendía mu bien sólo empe!ó a estudiárselo me(or a partir de finales de la década de 1BB-, tal como comentó 9alembec?.
E/periencia 0 1arte 0 *crílico
:o
Polipropileno
2i
1arte 2 1olipropileno 3 acetatos %C'
Depelan
%C'
#crlico 4 polipropileno %E'
2e *traen
%C'
E/periencia 2 1arte 0 Peda!os de papel olitas de aluminio
#cetato 4 al&5inio %C' 2e atraen %E'
1olicarbonato 4 papel %G' repelen %G'
#crlico 4 papel %E' 2e *traen %C'
1olipropileno 4 papel %C'
2e *traen
%E'
1olipropileno 4 al&5inio %C'
2e *traen
%E'
#cetato 4 papel %G' repelen %G'
1olicarbonato 4 al&5inio %C'
2e *traen
1arte 2 Carga+o
%E'
1olipropileno 4 acero %C'
2e *traen
%E'
Sin Carga 1olipropileno 4 acero %E'
Depelen
%E'.
"#TERI#,ES 4arilla de polipropileno, d H I mm, L H 1
"#TERI#,ES
DESCRI1CIÓN DE ,# 1R6CTIC#
"n el primer experimento su(etamos una varilla de polipropileno, por un extremo, frotamos el otro extremo con una )o(a de papel, luego de )aber reali!ado este paso, se prosiguió a tomar el tubito de neón por uno de los casquillos metálicos, con el otro casquillo tocamos el extremo de la varilla que se froto en el papel. "ste mismo proceso se reali!ó a la varilla acrílica. "n el segundo experimento se colocó la )o(a de acetato sobre la placa de policarbonato, se froto con el papel. 2e tomaron las dos (untas se separó la )o(a de acetato, el cual se tocó con unos de los extremos metálicos del tubito de
neón para observar los electrodos de esta misma. 2e repitió este proceso con la placa de policarbonato. 2e reali!ó otro experimento como el anterior pero esta ve! utili!ando la balan!a eléctrica, para demostrar la carga. *proximamos la )o(a la placa al extremo de la varilla que estaba colgada. Por #ltimo, se descargó la )o(a de acetato la placa por separado, agarrándolas con las palmas de la mano apretándolas fuerte. Luego se colocó la )o(a sobre un papel se froto con otro papel, después de esto se comprobó con la balan!a el tubito de neón que carga tenia.
RESU"EN "l concepto de electri!ación se define como el efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones. Por medio de este informe anali!aremos algunos de los diferentes métodos o formas que existen para cargar un cuerpo eléctricamente mediante un experimento reali!ado en el laboratorio de física electricidad utili!ando aparatos tales como electrómetro el cual medirá la carga.
CONC,USIONES
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Podemos concluir de esta experiencia que el método utili!ado para producción de carga eléctrica es un método por frotamiento en el cual consiste en frotar dos ob(etos para intercambiar las cargas negativas. uando un ob(eto se frota la carga se transfiere de un cuerpo al otro, uno de los cuerpos adquiere un exceso de carga positiva, el otro un exceso de carga negativa. Los ob(etos con cargas iguales, se repelen. Los ob(etos con cargas contrario, se atraen.
EV#,U#CION 04 $En 7&' consiste la electri-aci.n por !rota5iento) onsiste que al momento de frotar dos ob(etos entre sí, se llama electricidad estática. Los ob(etos en estado normal tienen carga eléctrica positiva negativa en igual cantidad distribuida en forma uniforme, la frotar un ob(eto con otro las cargas eléctricas se separaran la carga eléctrica de uno pasa al otro este distribue uniformemente sus cargas negativas.
24 $%&' p&e+e concl&ir +e lo 8a observa+o sobre las cargas +e las varillas) Kue la varilla de polipropileno al momento de frotarse genero la carga eléctrica necesaria para poder ver la lu! en el tubito de neón, en cambio
con la varilla acrílica fue muc)o más difícil lograr la carga eléctrica, a que no se generaba en el tubito de neón la lu!.
94 $%&' p&e+es +ecir acerca +e la carga +e la 8oja * +e la placa por el t&bito +e ne.n) Kue generaron la carga eléctrica necesaria para poder encender la lu! del tubito de neón.
4 Co5pare los res<a+os +e este e/peri5ento con los +el pri5er e/peri5ento; Kue con las varillas, fue muc)o más fácil generar la carga necesaria para encender la lu! del tubito de neón, que con la )o(a la placa, a que estas = necesitaban muc)o más fricción para generar la carga correcta así encender la lu! del tubito de neón.
<4 $%&' clase +e carga 8an visto en los +os objetos !rota+os= la 8oja * la placa) La )o(a de acetato presentaba una carga negativa a que al momento de acercarlo a la varilla que estaba cargada negativamente, se repelieron. con la placa presentaba una carga positiva al acercarse al tubito esta se atraía, a que la varilla presentaba una carga negativa, lo cual )acia que se atra(eran.
BIB,IO>R#?I# •
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;ans . >)anian Física para 7ngeniería iencias & , 0ra "dición & =M 4olumen Desnic? & ;allida, E Nrane Física para "studiantes de iencias e 7ngeniería. 4 77.. "2*.
*ddison 8esle Física 77. ampos >ndas *lonsoEFinn. Nip. /c 9raO Fundamentos de "lectricidad /agnetismo. Nip. /c 9raO. ;ill
