EL ELECTROSCOPIO ELECTROSCOPIO PRACTINA NO.1 LABORATORIO FISICA II Universidad De La salle INTRODUCCION El electroscopio es un instrumento que permite determinar la presencia de cargas eléctricas y su signo. El primer electroscopio fue creado por el médico inglés William Gilbert para realizar sus experimentos con cargas electrostáticas. Actualmente Actualmente este instrumento instrumento no es más que una curiosidad de museo, dando paso a mejores instrumentos electrnicos. !uando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede determinarse el tipo de carga eléctrica de un objeto aproximándolo a la esfera. "i las laminillas se separan significa que el objeto está cargado con el mismo tipo de carga que el electroscopio. #e lo
contrario, si se juntan, el objeto y el electroscopio tienen signos opuestos. En el laboratorio podemos encontrar diferentes tipos de materiales que son conductores o aislantes de las cargas. $os conductores son los que facilitan la mo%ilidad de la carga eléctrica a tra%és de ellos y los aislantes los cuales no permiten la mo%ilidad de las cargas eléctricas. $as cargas eléctricas negati%as ejercen una fuerza de repulsin sobre otra carga negati%a y una fuerza de atraccin sobre una carga positi%a. En general, cargas del mismo signo se repelen y cargas de signo contrario se atraen.
RESUMEN
ABSTRACT
"e denomina interaccin electrostática a la fuerza de atraccin o repulsin que se obser%a entre objetos con carga eléctrica, debida a la sola existencia de estas cargas, dando origen al campo electrostático, este se e%idencia claramente en el presente laboratorio utilizando un instrumento llamado electroscopio, este instrumento detecta carga y mide el potencial eléctrico, es posible cargar un electroscopio por induccin usando una barra de %idrio y&o ebonita como se realiza en este laboratorio, se siguieron trece pasos diferentes para lograr obser%ar los cambios con respeto al campo electrico, repulsion y atraccion de las dos laminas de oro en el montaje,
'(e electrostatic force of attraction or repulsion obser%ed bet)een electrically c(arged objects, due to t(e mere existence of t(ese c(arges, gi%ing rise to electrostatic field interaction, t(is is clearly e%ident in t(is laboratory using an instrument called electroscope, t(is instrument detects and measures t(e electrical potential, you can load an electroscope by induction using a glass rod and & or ebonite as performed in t(is laboratory by different processes .
PALABRAS CLAVE: !argas, atraccion, repulsion, electroscopio, potencial, induccion, contacto.
*
+acultad de ngenieria !i%il,
-
facultad de ingenieria ambiental,
OBJETIVOS *. bser%ar la presencia de la fuerza entre cargas electricas. -. #educir experimentalmente la existencia de los dos tipos de carga electrica /positi%a y negati%a0 1. bser%ar la diferencia del comportamiento de materiales conductores y materiales aislantes y dielectricos. . "er capaz de describir los fenomenos electricos obser%ados.
MARCO TEORICO El electroscopio es un instrumento que indica la presencia de cargas eléctricas. "e compone de una %arilla metálica que termina en dos (ojas de oro o de aluminio. Esta %arilla atra%iesa un soporte de plástico que %a unido a una caja pro%ista de %entanas de %idrio para obser%ar las (ojas y que al mismo tiempo las protege de las corrientes de aire /2er +igura0. !uando se toca la %arilla con un cuerpo cargado, las (ojas adquieren cargas de un mismo signo y, por tanto, se repelen. "u funcionamiento es el siguiente3
"upongamos que el objeto de la figura es un trozo de papel aluminio y %eamos cmo se comporta la carga eléctrica en su interior. 4ormalmente, la carga neta en el conductor es cero. Esto no quiere decir que no (ay cargas en su interior sino que (ay tantas cargas positi%as como negati%as. Estas cargas se distribuyen uniformemente en el conductor. "i acercamos un cuerpo cargado con carga positi%a, por ejemplo una lapicera que (a sido frotada con un pa5o, las cargas negati%as del conductor experimentan una fuerza atracti%a (acia la lapicera. 6or esta razn se acumulan en la parte más cercana a ésta. 6or el contrario las cargas positi%as del conductor experimentan una fuerza de repulsin y por esto se acumulan en la parte más lejana a la lapicera. $o que (a ocurrido es que las cargas se (an desplazado pero la suma de cargas positi%as es igual a la suma de cargas negati%as. 6or lo tanto la carga neta del conductor sigue siendo nula. !onsideremos a(ora que pasa en el electroscopio. "i acercamos la lapicera cargada al electroscopio, la carga negati%a será atra7da (acia el extremo más cercano a la lapicera mientras que la carga positi%a se acumulará en el otro extremo, es decir que se distribuirá entre las dos (ojas del electroscopio, los dos extremos
libres del electroscopio quedaron cargados positi%amente y como las cargas de un mismo signo se rec(azan las (ojas del electroscopio se separan. "i a(ora alejamos la lapicera, las cargas positi%as y negati%as del electroscopio %uel%en a redistribuirse, la fuerza de repulsin entre las (ojas desaparece y se juntan nue%amente.
METODOLO!IA 1: se cogi la barra de ebonita y se frot fuertemente contra una bayetilla de lana y luego se acerc a la esfera del electroscopio sin tocarla. "e anot lo obser%ado.
": luego se cogi la barra de ebonita y se frot fuertemente contra una bayetilla de lana, luego se acerc la barra de ebonita a la esfera del electroscopio (asta tocarla. "e anot lo obser%ado.
#: posteriormente se repitieron los procedimientos uno y dos remplazando la barra de ebonita con una barra de %idrio. "e anotaron todas las obser%aciones.
: "e carg la barra de ebonita y se toc la esfera del electroscopio /de esta forma queda cargado el electroscopio0, luego se toc la esfera con el dedo /contacto o polo a tierra0.
$: se repiti el procedimiento 8 cambiando la barra de ebonita por una barra de %idrio. #e nue%o se anot lo obser%ado.
%: luego la barra de ebonita se frot con una bayetilla de lana, y se procedi a tocar con la barra la esfera del electroscopio. $uego se carg la barra de %idrio con una bayetilla de seda y se acerc a la esfera del electroscopio. 9 se tom nota de las obser%aciones.
&: se repiti el proceso anterior, pero intercambiando las barras. 9 se tomaron las obser%aciones.
': luego se carg el electroscopio por induccin3 /"e toma una barra de ebonita y se frota con una bayetilla de lana, luego se acerca la barra de ebonita a la esfera del electroscopio /sin tocarla00. : "in retirar la barra de ebonita se (izo un contacto a tierra en el electroscopio. : se retir el contacto a tierra. : se retir la barra de ebonita. "e anot lo obser%ado.
(: posteriormente se repiti el procedimiento anterior cambiando la barra de ebonita por la barra de %idrio. "e tomaron las respecti%as notas.
1): se unieron los dos electroscopios con un alambre de cobre y luego se acerc una barra de ebonita cargada a uno de ellos. "e acerc luego la barra a la mitad del alambre de cobre que los une. 9 se anot todo lo obser%ado.
11: luego se unieron los dos electroscopios con una cuerda de (ilo y se acerc una barra de ebonita cargada a uno de ellos. $ego se traslad la barra a la mitad de la cuerda que los une. 9 se tomaron las notas.
1": se unieron los dos electroscopios con una regla de madera y se acerc una barra de ebonita cargada a uno de ellos. $uego se acerc la barra a la mitad de la regla que los une.
RESULTADOS *. Al tomar una barra de ebonita, frotarla fuertemente con un trozo de pa5o y acercarla a la esfera del electroscopio sin tocarla, se e%idencia que las dos láminas de oro en el montaje se repelen separándose un poco. -. Al frotar de nue%o la barra de ebonita con el trozo de pa5o y esta %ez tocar la esfera del electroscopio se nota un efecto más fuerte, es decir, las láminas de oro se repelen con más fuerza. 1. Al repetir los dos procesos anteriores cambiando la barra de ebonita por una barra de %idrio notamos que la repulsin de las dos láminas de oro al acercar la barra sin tocar la esfera del electroscopio es más discreta, es decir es muy poco notoria y sua%e y cuando se toca la esfera del electroscopio con la barra, las láminas se repelen un poco más fuerte que solo acercando la barra de %idrio. 8. Al cargar el electroscopio por contacto con la barra de ebonita y tocar la esfera con el dedo generando as7 un polo a tierra, se puede obser%ar que antes de (acer contacto con el dedo, las láminas de oro se repelen, y al poner el polo a tierra /dedo0 las láminas %uel%en a su estado inicial. ;. !uando se repiti el paso anterior /cuatro0, se puede notar que ocurre lo mismo pero esta %ez de una manera más discreta, es decir, menos notable. <. Al cargar el electroscopio por contacto con la barra de ebonita y luego acercar sin tocar la esfera la barra de %idrio cargada, se puede obser%ar que al cargar el electroscopio las láminas de oro se repelen y al acercar la barra de %idrio las láminas se unen un poco. $uego al retirar la barra de %idrio y acercar de nue%o la ebonita cargada las láminas se repelen pero el efecto es menos fuerte. =. !uando se repiti el paso anterior /seis0 pero cambiando la barra de ebonita por una de %idrio, se pudo obser%ar que el %idrio efecti%amente carga el electroscopio, pero la barra de ebonita no causo ning>n efecto. En este caso si podemos afirmar que (ay dos tipos de carga una positi%a /?0 y una negati%a /:0. "e puede e%idenciar en el momento en que se carga el electroscopio negati%amente con la barra de ebonita las láminas se repelen y al acercar la barra de %idrio las láminas de oro se atraen aunque el efecto es poco, demostrando as7, que si (ay atraccin es debido a la existencia de dos cargar de diferente carga. @. Al acercar la barra de ebonita el electroscopio queda cargado negati%amente, pero cuando se (ace contacto a tierra el electroscopio queda cargada positi%amente ya que sus electrones se dirigen (acia la tierra, al quitar el dedo de la esfera, lo anterior se sigue obser%ando y consecuti%amente, al retirar la barra de ebonita, el electroscopio sigue manteniendo la anterior carga el electroscopio quedo con carga negati%a. B. Al acercar la barra de %idrio el electroscopio queda cargado positi%amente, e igualmente cuando se (ace contacto a tierra el electroscopio queda cargada positi%amente ya que sus
electrones se dirigen desde éste (acia la tierra, por ello al quitar el dedo de la esfera, lo anterior se sigue obser%ando y consecuti%amente, al retirar la barra, el electroscopio sigue manteniendo la anterior carga el electroscopio qued con carga positi%a. *C. Al acercar la barra de ebonita, pre%iamente cargada, al electroscopio, se experiment lo mismo que sucedi en el primer paso es decir las láminas de oro se repelen seguidamente, al realizar el contacto a tierra las láminas se cerraron, pero al retirar la barra de ebonita, los electrones se dirigen a(ora (acia el electroscopio y éste retoma su estado inicial, sin carga. **. #espués de unir los dos electroscopios con el alambre de cobre y acercar la barra de ebonita, cargada pre%iamente, a uno de ellos se obser% que las láminas de ambos se abr7an, ocurri lo mismo cuando la barra de ebonita se dirigi (acia la mitad del alambre, las láminas se mo%ieron. *-. Al proceder de la misma manera que en el paso anterior /once0, ésta %ez reemplazando el alambre de cobre por una cuerda de (ilo o pita. curri lo mismo que en el mencionado, con la diferencia de que es más discreto el efecto, es decir, la intensidad en la que las láminas de ambos electroscopios se abren es menor que cuando se experiment con el alambre. *1. Al proceder de la misma manera que en el paso n>mero once, ésta %ez reemplazando el alambre de cobre por una %ara de madera, no se logr e%idenciar nada.
DISCUSI*N DE RESULTADOS
+CON !RAFICAS, CONCLUSIONES *. "e logro obser%ar la presencia de la fuerza entre cargas electricas por medio del electroscopio. -. "e dedujo experimentalmente la existencia de dos tipos de carga electrica, positi%a y negati%a. 1. "e obser%o notablemente la diferencia del comportamiento de materiales conductores y materiales aislantes o dialectricos. 8. "e concluye que los materiales más conductores /de los que se trabajaron0 en su orden son3 el alambre de cobre, la cabuya o piola y la madera esto teniendo en cuenta el grado de separacin que se obser% entre las láminas al aproximarles el objeto eléctricamente cargado. ;. Al obser%ar las láminas de oro y como se distanciaban una de otra, por accin de aproximacin de objetos eléctricamente cargados con anticipacin, se puede concluir que efecti%amente existen fuerzas eléctricas, que interact>an de forma repulsi%a y atracti%a como se e%idencio en la práctica de laboratorio, y en donde se interact>an cuerpos de distinta carga eléctrica, es posible comprobar la existencia de cargas eléctrica contrarias positi%a y negati%a. <. "e logr ampliar la capacidad para describir los fenmenos eléctricos que se obser%aron.
FUENTES DE INFORMACION
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Guia de laboratorio +isica D El Electroscopio onografias.com. -C**. El electroscopio. 'omado de3 (ttp3&&))).monografias.com&trabajos:pdf8&electroscopio&electroscopio.pdf
