PROGRAMA DE FISICAFISICA ELECTROMAGN ETICA

PRACTICA N o 1 - CARGAS EL ECTRICAS

OBJETIVOS

1. Estudio de la separacion de la carga al entrechocar dos varillas de frotacion.

2. Verificacion de la separacion de cargas al frotar una varilla de frotacion con un objeto frotador.

3. Estudio de la polaridad de varillas de friccion cargadas despues de frotarlas con diferentes objetosfrotadores.

MONTAJE

Figura 1: Equipo de trabajo

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EQUIPO

Electrometro amplificador

Varilla de conexion

Vaso de Faraday

Enchufe de sujecion

Condensador de 1 nF

Condensador de 10 nF

Par de varillas de frotacion

Cuero

Hoja de polietileno

Mechero para cartuchos

Multmetro para demostraciones, pasivo

Fuente de alimentacin de 450 V

Par de cables de experimentacin, negros

Par de cables de experimentacin, rojo/azul

Cable de experimentacin, amarillo/verde

Esfera metalica con mango de vidrio

Cono metatico

Fuente de alto voltaje DC para el cono

PROCEDIMIENTO

Nota:Para conseguir resultados precisos en los ensayos descargue las varillas de frotacion y el vaso de Faradayantes de iniciar los ensayos. Con tal proposito pase las varillas de frotacion por la llama no luminosa de unmechero, varias veces y rapidamente, y toque el vaso de Faraday con la varilla de conexion hasta que elmultmetro indique una tension U = 0 V.

Entrechoque las varillas de frotacion descargadas varias veces y luego sostengalas con las manos porseparado.

Introduzca la varilla de PVC en el vaso de Faraday hasta casi la cuarta parte y observe la desviacionde la aguja en el instrumento de medicion.

Proceda del mismo modo con la varilla acrlica.

Luego introduzca las dos varillas simultaneamente en el vaso de Faraday y observe la desviacin de laaguja en el instrumento de medicion.

Reporte sus resultados en una tabla como la siguiente

Varilla de frotacion Polaridad de la cargaPVC

Vidrio acrlicoPVC y Vidrio acrlico

DISCUSION

1. En lo que respecta a fenomenos electricos Que pasa cuando se entrechocan las varillas ?

2. Cual es el signo de la carga en la varilla que cede electrones ?

3. Cual es el signo de la carga en la varilla que recibe electrones ?

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4. La varilla de PCV cede o recibe electrones ?

5. La varilla de vidrio acrlico cede o recibe electrones ?

6. Explique los resultados obtenidos cuando las dos varillas se introducen simultaneamente en el vaso deFaraday.

Con el pano de cuero frote la varilla acrlica descargada, introduzcala hasta un cuarto en el vaso deFaraday y observe la desviacion de la aguja en el instrumento de medicion.

Retire la varilla acrlica del vaso de Faraday.

En caso necesario descargue el vaso de Faraday, mantenga el cuero encima de la boca del vaso deFaraday y observe la desviacion de la aguja en el instrumento de medicion.

Retire nuevamente el cuero.

Reporte sus resultados en una tabla como la siguiente

Material PolaridadVarilla de vidrio acrlico

Frotador de Cuero

Una tras otra frote las varillas de PVC y acrlica con el frotador de polietileno, el cuero y el papel y luegointroduzcalas por separado en el vaso de Faraday hasta una cuarta parte.

Observe la desviacion de la aguja en el instrumento de medicion y anote en cada caso la polaridad delas varillas de frotacion cargadas.

Reporte sus resultados en una tabla como la siguiente

Varillas de frotacion Frotador Polaridad de la varilla de FrotaconVidrio acrlico Polietileno

PVC PolietilenoVidrio acrlico Cuero

PVC CueroVidrio acrlico Papel

PVC Papel

DISCUSION

1. En lo que respecta a fenomenos electricos Que pasa cuando se frotan las varillas con los objetosfrotadores ?

2. A que se debe que algunos objetos se cargen positivamente?

3. A que se debe que algunos objetos se cargen negativamente?

4. Que relacion existe entre las cargas de objetos que se frotan entre s?

5. Que factor determina el signo de la carga en la varilla luego de que esta se ha frotado con un objeto ?

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Antes de llevar a cabo cualquier operacion con la esfera metalica, verifique que esta se encuentradescargada. Para esto toque la esfera con un cable que tenga un extremo conectado a tierra. El conometalico debe conectarse al extremo positivo de una fuente DC a aproximadamente 4000 V.

Sujete la esfera metalica por el mango de vidrio y hacerquela tanto como pueda al cono metalico sinque el cono y la esfera hagan contacto. En ese momento toque el extremo libre de la esfera con uncable que tenga uno de los extremos conectado a tierra. Introduzca la esfera polarizada en el vaso deFaraday y observe la desviacion del voltmetro. Explique el resultado obtenido teniendo en cuenta elprocedimiento descrito.

Descarge la esfera.

Sujete la esfera metalica por el mango de vidrio y usela para tocar suavemente el cono. Introduzca laesfera polarizada en el vaso de Faraday y observe la desviacion del voltmetro. Explique el resultadoobtenido teniendo en cuenta el procedimiento descrito.

Referencias

[1] R.A. Serway and J.W. Jewett, Physics for Scientist and Engineers, Eighth Edition, Brooks/Cole, (2010).Pag. 658-661.

[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_charge.

[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Triboelectric_effect.

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