PRACTICA XI Jaula de Faraday

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÓN PUERTO ORDAZ CATEDRA: LABORATORIO DE FISICA

PRÁCTICA Nro. : !AULA DE FARADA"

OB!ETIVO DE LA L A PRÁCTICA. PRÁCTICA.

El propósito, es investigar la relación entre la carga inducida en el cubo de hielo por un objeto cargado, además de investigar la naturaleza de la carga de un objeto por contacto en comparación con la carga por inducción, y para demostrar la conservación de la carga. INTRODUCCIÓN.

La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia que se presenta en dos tipos. stas llevan ahora el nombre con las que !enjamín "ran#lin las denominó$ cargas positivas y negativas. %uando cargas del mismo tipo se encuentran se repelen y cuando son di&erentes se atraen. %arga por inducción cuando un cuerpo con carga eléctrica se apro'ima a otro neutro causando una redistribución, en las cargas de éste (ltimo, debido a la repulsión generada por las cargas del material cargado y también se origina cuando las cargas de un cuerpo neutro se reordenan al estar en las cercanías de un cuerpo cargado. %uando ponemos una barra cargada en contacto con un objeto neutro se trans&iere una parte de la carga a éste. Este método de carga se conoce simplemente como carga por contacto. La &ricción tiene ciertos e&ectos eléctricos los cuales ya conocemos) algunos ejemplos se presentan cuando acariciamos un gato, cuando nos peinamos *si lo hiciéramos a oscuras podríamos ver y oír las chispas eléctricas+, cuando nos deslizamos sobre la cubierta de plástico del asiento de un automóvil estacionado, etc. En estos casos y muchos otros que no mencionamos se trans&ieren electrones por &ricción cuando un material roza con otro, lo que se conoce como carga por &ricción. Los electrones no se crean ni se destruyen, sino que simplemente se trans&ieren de un material a otro. odo objeto cuyo n(mero de electrones sea distinto al de protones tiene carga eléctrica. -i tiene más electrones que protones la carga es negativa. -i tiene menos electrones que protones, la carga es positiva. En concordancia con los resultados e'perimentales, el principio de conservación de la carga establece que no hay destrucción ni creación neta de carga eléctrica, y a&irma que en todo proceso electromagnético la carga total de un sistema aislado se conserva. Esta demostración también es (til para investigar la naturaleza de la carga de un objeto objeto por con contac tacto to en compar comparaci ación ón con la carga carga por inducció inducción, n, y para para demost demostrar rar la conservación de la carga.


PRÁCTICA Nro. : !AULA DE FARADA" PRE LABORATORIO. Fundamento Teóricos

evisar en la bibliogra&ía recomendada lo siguiente$ • • • • • • • • • • • • • •

/ichael "araday %arga eléctrica 0aturalezas de la carga carga %lases de cargas %ubeta de "araday 1enerador electrostático %onservación de la carga %arga por contacto %arga por inducción Líneas de &uerza Ley de conservación de carga 2otencial eléctrico %onductividad 3nducción Electromagnética Electromagnética Preguntas

%onteste las siguientes 2reguntas$ 4. 8. 9.

56e&ina di&er &erencia de potencial7 5E' 5E'plic plicaar cóm cómoo &un &unci cion onaa el el el elect ectróm rómetro etro77 52or 52or qué qué cre creee que que e'is e'iste te una una di& di&er eren enci ciaa de pot poten enci cial al ent entre re el el cubo cubo y el el blin blinda daje je solamente mientras, que el objeto cargado está adentro, de acuerdo al e'perimento de "araday7

E#UIPOS " MATERIALES A USAR.

4. 8. 9. @. A. C.

Electrómetro *E-:;<=>?+ %ubo de de hi hielo "a "araday *E-:;<@8?+ 2roductores de de ca carga *E *E-:;

PRÁCTICA Nro. : !AULA DE FARADA" $ CONFIGURACIÓN DEL E#UIPO.

PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA. Procedimiento A: La Carga Por Inducción Inducción Vs Carga Por Contacto

4.

8. 9.

@.

%one %onect ctar ar el el elec electr tróm ómet etro ro a la la cube cubeta ta de de hiel hieloo "ara "araday day como como se se mues muestr traa en la la "igu "igura ra 4. 4. El electrómetro debe ser cero cuando sea conectado a tierra, lo que indica que no hay carga en el cubo de hielo. 2resione el botón DE para eliminar por completo toda la carga del electrómetro y la el cubo de hielo. %omi %omien ence ce sie siemp mpre re con con el el rang rangoo de ten tensi sión ón en en el ajus ajuste te más más alt altoo *4<< *4<< F F++ y ajus ajusta tarr haci haciaa abajo si es necesario. Los medidores analógicos son típicamente más precisa en el rango de 4G9 a 8G9 de la escala completa. Los Los prod produc ucto tore ress de carg cargaa se util utiliz izan an como como obj objet etos os carg cargad ados os.. ?qu ?quíí es un pro proce cedi dimi mien ento to general a seguir durante la carga de los productores$ a+ -iempre -iempre descargar descargar la energía pérdida pérdida en los cuellos y los mangos mangos de los productore productoress de carga, ocándolos disipamos la energía llevándola a tierra. Hsted también debe estar conectado a tierra mientras hace esto. ambién ayuda si usted respira en el cuello del productor de carga, por lo que la humedad de la respiración elimina cualquier carga residual en el cuello. b+ "rote las super&icies blancas blancas y azules juntas para para cargas separadas. c+ /antenga /antenga a la mano el (nico productor productor que se va a utilizar utilizar.. 2onga el otro productor productor lejos de la carga y del contacto con cualquiera de las super&icies del cubo de hielo. d+ ?ntes de insertar el disco cargado cargado en el cubo de hielo, hielo, aseg(rese de estar estar conectado a tierra. %uid %u idad ados osam amen ente te inse insert rtee el obje objeto to car carga gado do en el el cubo cubo de hiel hielo, o, todo todo el el camin caminoo a la mitad in&erior de la cubeta, pero sin que toque el cubo. ?note la lectura electrómetro.


PRÁCTICA Nro. : !AULA DE FARADA" A. C. =. >.

etire etire el objeto objeto y otra otra vez ano anote te la la lect lectura ura del electr electróm ómetr etro. o. -i -i nunc nuncaa tocó tocó la mani manija ja del del cubo, la lectura debe ser cero. 2res 2resio ione ne el el botó botónn DE DE par paraa desca descarg rgar ar la la ener energí gíaa resi residu dual al.. ?ho ?hora ra ins inser erte te de de nuev nuevoo el objeto, sino dejar que toque del cubo de hielo. ?seg(rese de que sus estudiantes sepan y vean que se está tocando el cubo de hielo con el disco cargado en esta ocasión. eti etire re el ob obje jeto to y ano anote te la lect lectur uraa del del elec electr tróm ómet etro ro.. 2ara 2ara dem demos ostr trar ar que que la la carg cargaa acum acumul ulad adaa por por el cub cuboo de hie hielo lo se se ha per perdi dido do ppor or el el disc disco, o, conecte a tierra el cubo hielo para eliminar toda la carga. 2resione el botón DE para eliminar cargas residuales del electrómetro. 3nserte el productor cargado de nuevo en el cubo de hielo. Procedimiento B: Conservación Conservación De La Carga

4.

8. 9. @. A.

%omenza %om enzanndo con los los prod produucto ctores res de car carga inici icialm almente ente desc descar arggado ados, &rote rote los los materi materiale aless azules azules y blanco blancoss juntos juntos.. -iga -iga el proced procedimi imient entoo gen genera erall para para la carga carga indicada en la parte 4?, e'cepto que en este caso se debe mantener ambos productores alejados de no tocar cualquier otra cosa después de la carga. *éngalos en sus manos, sin dejar que se toquen entre sí o el cubo de hielo.+ Htil Htilic icee el cub cuboo de hie hielo lo "ar "arad aday ay par paraa medi medirr la mag magni nitu tudd y pol polar arid idad ad de de cada cada uno uno ddee los los productores de carga por inserción de uno en uno en el cubo de hielo y tomando nota de la lectura en el electrómetro. Elim Elimin inee por por compl complet etoo la car carga ga de de los los prod produc ucto tore ress de car carga ga.. 0o te te olvi olvide dess de eli elimi mina nar r también cualquier carga parásita de los cuellos y asas. 3nse 3nsert rtee los los prod produc ucto tore ress carg cargaa en el cub cuboo de hie hielo lo y &rot &rotar ar jun junto toss en el el inte interi rior or del del cub cubo. o. ?note la lectura del electrómetro. 0o deje que los productores cargados toque el cubo. Iuit Iu itee una carg cargaa produ product ctor or y anote anote la lect lectur uraa del elec electr tróm ómet etro ro.. Fuel Fuelva va a coloc colocar ar el productor de carga y quite la otra. enga enga en cuenta las lecturas del electrómetro. Htiliz Htilizand andoo la magnit magnitud ud y polari polaridad dad de las medici medicione ones, s, son observ observaci acione oness sobre sobre conservación de la carga.

Advertencia: ?seg(rese

de que el electrómetro está conectado a tierra, o el cubo no será conectado a tierra correctamente. ealización de pruebas o e'perimentos con un cubo sin cone'ión a tierra puede provocar una descarga eléctrica o lesión posible.


PRÁCTICA Nro. : !AULA DE FARADA"

POST LABORATORIO Procedimiento A: La Carga Por Inducción Inducción Vs Carga Por Contacto

4.

52or 52or qué qué hub huboo un unaa di&e di&ere renc ncia ia de de pote potenc ncia iall entr entree el cub cuboo y el (ni (nico co esc escud udoo mien mientr tras as el el objeto gravado que había dentro7 52or 52or qué qué e'i e'ist stee ahor ahoraa una una di&e di&ere renc ncia ia perm perman anen ente te de de pote potenc ncia iall entr entree el cub cuboo de hie hielo lo y el escudo7 56e dónde es la carga, del cubo de hielo. E'plique7 5Jabrá alguna carga en el cubo7

8. 9.

Procedimiento B: Conservación Conservación De La Carga

4. 8.

5%uá 5%uáll es es la la rel relac ació iónn ent entre re la magn magnit itud ud de los los car carggas7 as7 5%uá 5%uáll es la rela relaci ción ón en entre tre la pola polari rida dadd de los los carg cargas as7. 7. La car carga ga se se conse conserv rvaa en la mani&estación

BIBLIOGRAFIA. • • • • • • • • •

"ísica para ciencia e ingeniería Fo Fol. 33$ "ishbane:2aul. Edit. 2rentice Jall. "ísica principio con aplicaciones$ 1iancoli:6ouglas. Edit. 2rentice Jall. @ ta edición. "ísica para ciencia e ingeniería$ /cKelvey:ohn. Edit. Jarla. "ísica 33$ 2inzon:?lvaro. Edit. /c 1raM Jill. "ísica 2arte 33$ esnic#:obert. Edit. %ontinental. 9 ra edición. "ísica Hniversitaria Fol. 33$ -ears:Demans#y. Edit. ?ddison Nesley. 44 va edición. "ísica tomo 33$ -ears:aymond. Edit. /c 1raM Jill. A ta edición. "ísica para la ciencia tomo 33$ -ears:aymond. Edit. /c 1raM Jill. > va edición. "undamentos de "ísica F.3$ F.3$ -ears:aymond. Edit. /c 1raM Jill. > va edición. %onceptos de "ísica /oderna$ !eiser:?rthur. !eiser:?rthur. Edit. /c 1raM Jill.

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