Usos Del Electroscopio

USOS DEL ELECTROSCOPIO El electroscopio es un instrumento que se utiliza para saber si un cuerpo está cargado elctricamente!" elctricamente! " El electroscopio consiste en una #arilla metálica #ertical que tiene una es$era es$era en  en la parte superior  % en el e&tremo emo opuesto sto dos lámin minas de aluminio mu% aluminio  mu% delgado! La #arilla está sostenida en la parte rte super perior ior de una ca'a de #idrio tran trans spare parent nte e con con un armaz rmaz(n (n de cobre en cont contac acto to con con tier tierra ra!! )l acer acerca carr un ob'e ob'eto to electrizado a la es$era* la #arilla se electriza % las las lami lamini nill llas as carg cargad adas as con con igua iguall sign signo o de electricidad se repelen* separándose* siendo su di#ergencia di#ergencia una medida de la cantidad de carga que +an recibido! La $uerza de repulsi(n repulsi(n electrostática se equilibra con el peso de las +o'as! Si se ale'a el ob'eto de la es$era* las láminas* al perder la polarizaci(n polarizaci(n** #uel#en a su posici(n normal! Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido* puede determinarse el tipo de carga elctrica de un ob'eto apro&imándolo a la es$era! Si las laminillas se separan signi$ica que el ob'eto está cargado con el mismo tipo de carga que el electroscopio! De lo contrario* si se 'untan* el ob'eto % el electroscopio tienen signos opuestos! Un electroscopio pierde gradualmente su carga debido a la conducti#idad elctrica del aire producida por su contenido en iones iones!!  Por ello la #elocidad con la que se carga un electroscopio en presencia de un campo elctrico o se descarga puede ser utilizada para medir la densidad de iones en el aire ambiente! Por este moti#o* el electroscopio se puede utilizar para medir la radiaci(n de $ondo en presencia de materiales radiacti#os radiacti#os!! El primer primer electros electroscop copio io conocid conocido* o* el #ersori #ersorium* um* un electros electroscop copio io pi#otant pi#otante e de +o'uelas de oro* $ue in#entado por ,illiam -ilbert en -ilbert en ".//!

El electroscopio consta de dos láminas delgadas de oro o aluminio ) que están $i'as en el e&tremo de una #arilla metálica 0 que pasa a tra#s de un soporte C de ebonita* ámbar o azu$re! Cuando se toca la bola del electroscopio con un cuerpo cargado* las +o'as adquieren carga del mismo signo % se repelen siendo su di#ergencia una medida de la cantidad de carga que +a recibido! La $uerza de repulsi(n electrostática se equilibra con el peso de las +o'as!

Si se aplica una di$erencia de potencial entre la bola C % la ca'a del mismo* las +o'as tambin se separan! Se puede calibrar el electroscopio trazando la cur#a que nos da la di$erencia de potencial en $unci(n del ángulo de di#ergencia! Un modelo simpli$icado de electroscopio consiste en dos peque1as es$eras de masa m cargadas con cargas iguales q % del mismo signo que cuelgan de dos +ilos de longitud d* tal como se indica la $igura! ) partir de la medida del ángulo q que $orma una bolita con la #ertical* se calcula su carga q!

Sobre una bolita act2an tres $uerzas El peso mg La tensi(n de la cuerda T La $uerza de repulsi(n elctrica entre las bolitas 3

En el equilibrio Tsenq Tcosq 4mg

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Conocido el ángulo 5 determinar la carga q Di#idiendo la primera ecuaci(n entre la segunda* eliminamos la tensi(n T % obtenemos 34mg6tan5 7idiendo el ángulo 5 obtenemos la $uerza de repulsi(n 3 entre las dos es$eras cargadas

De acuerdo con la le% de Coulomb Calculamos el #alor de la carga q* si se conoce la longitud d del +ilo que sostiene las es$eras cargadas! Conocida la carga q determinar el ángulo 5 Eliminado T en las ecuaciones de equilibrio* obtenemos la ecuaci(n

La carga q está en mC % la masa m de la bolita en g! E&presando el coseno en $unci(n del seno* llegamos a la siguiente ecuaci(n c2bica

El programa interacti#o* calcula las ra8ces de la ecuaci(n c2bica

En la $igura* se muestra el comportamiento de un electroscopio* para cada carga q en 9C tenemos un ángulo de des#iaci(n 5 en grados* del +ilo respecto de la #ertical! Si se mide el ángulo 5 en el e'e #ertical obtenemos la carga q en el e'e +orizontal!

Electroscopio: principio de $uncionamiento

Un electroscopio es un dispositi#o que permite detectar la presencia de un ob'eto cargado apro#ec+ando el $en(meno de separaci(n de cargas por inducci(n! E&plicaremos su $uncionamiento empezando por #er que sucede con las cargas en los materiales conductores!

Un conductor es un material en el que las cargas pueden mo#erse libremente! El cobre % el aluminio son mu% buenos e'emplos de materiales conductores!

Supongamos que el ob'eto de la $igura es un trozo de papel aluminio % #eamos como se comporta la carga elctrica en su interior! ;ormalmente* la carga neta en el conductor es cero! Esto no quiere decir que no +a% cargas en su interior sino que +a% tantas cargas positi#as como negati#as! Estas cargas se distribu%en uni$ormemente en el conductor % se neutralizan mutuamente! La situaci(n se esquematiza en la $igura donde los c8rculos azules representan cargas negati#as % los ro'os cargas positi#as!

Si acercamos un cuerpo cargado con carga positi#a* por e'emplo una lapicera que +a sido $rotada con un pa1o* las cargas negati#as del conductor e&perimentan una $uerza atracti#a +acia la lapicera ! Por esta raz(n se acumulan en la parte mas cercana a sta! Por el contrario las cargas positi#as del conductor e&perimentan una $uerza de repulsi(n % por esto se acumulan en la parte más le'ana a la lapicera!

Lo 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! Por lo tanto la carga neta del conductor sigue siendo nula!

Consideremos a+ora que pasa en el electroscopio! Recordemos que un electroscopio esta $ormado esencialmente por un par de +o'as metálicas unidas en un e&tremo! Por e'emplo una tira larga de papel de aluminio doblada al medio!

Si acercamos la lapicera cargada al electroscopio* como se indica en la $igura* la carga negati#a será atra8da +acia el e&tremo mas cercano a la lapicera mientras que la carga positi#a se acumulará en el otro e&tremo* es decir que se distribuirá entre las dos +o'as del electroscopio! La situaci(n se muestra en la $igura: los dos e&tremos libres del electroscopio quedaron cargados positi#amente % como las cargas de un mismo signo se rec+azan las +o'as del electroscopio se separan!

Si a+ora ale'amos la lapicera* las cargas positi#as % negati#as del electroscopio #uel#en a redistribuirse* la $uerza de repulsi(n entre las +o'as desaparece % se  'untan nue#amente!

<=u pasa si tocamos con un dedo el e&tremo del electroscopio mientras esta cerca de la lapicera cargada> La carga negati#a acumulada en ese e&tremo ?pasará? a la mano % por lo tanto el electroscopio queda cargado positi#amente! Debido a esto las +o'as no se 'untan cuando ale'amos la lapicera! Electroscopio Comprueba la presencia de cuerpos cargados con este aparatito sencillo

Un ob'eto cargado induce cargas elctricas en un conductor que está cerca! Este es el principio en el que se basa nuestro electroscopio! 3unciona mu% bien! 7)TERI)LES: tubito de ensa%o* papel de aluminio* corc+o* clip* broc+e de la ropa de madera! PROCEDI7IE;TO: @eri$ica que el corc+o a'uste bien en el tubito de ensa%o! Traspasa el corc+o con el clip! Recorta una tirita $inita de papel de aluminio Amás o menos Bcm & /!cm % d(blala al medio! )'2stala por el doblez* al pedacito del clip que quedo en la parte del corc+o que #a adentro del tubo! 7ira la $igura para #er  como queda!

 )ntes de poner el corc+o Acon las tiras de papel de aluminio para adentro* calienta el tubito de ensa%o agarrándolo con un broc+e de madera % acercándolo a la llama! 7e'or dile a un adulto que +aga esta parte! Esto se +ace para secar la +umedad del tubo que es mu% per'udicial en cualquier e&perimento de electricidad estática! )+ora s8* puedes poner el corc+o! ace un bucle con la parte del clip que quedo a$uera del tubo! )+ora acrcalo a cualquier ob'eto cargado* por e'emplo* un tele#isor encendido! @as a obser#ar que las +o'as del electr(metro se separan! Repet8 el e&perimento con otros ob'etos cargados por $rotamiento* algunas #ariantes podr8an ser telgo por $rotado con lana* lapicerea con pelo* etc!

;o es obligatorio +acer el electroscopio con un tubo de ensa%o* cualquier $rasquito #a a $uncionar! El corc+o tampoco es imprescindible!