“UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA”

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL

ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE MATEMATICA Y FISICA

LABORATORIO DE FISICA
ASIGNATURA FS-242
PRACTICA N°02
“EXPERIMENTOS DE ELECTROSTATICA II”
ALUMNOS:
 ARESTEGUI TACURI RENZO JAIR
 MELVIN ACHALMA GALINDO
 LEANDRO PEREZ CRISTHIAN ROY
 NAJARRO SAAVEDRA WALTER JAVIER
DOCENTE: NOEL MARCO TORRES HUARIPAUCAR
GRUPO: LUNES (9:00-11:00am)
FECHA DE REALIZACION: 01/11/17
FECHA DE ENTREGA:06/11/17
AYACUCHO-PERU
2017
 EXPERIMENTO DE ELECTROSTATICA II
I. OBJETIVO:
Hacer experimentos demostrativos sobre: descargas eléctricas, transporte de cargas y el
poder de las puntas
II. FUNDAMENTO TEORICO:
DESCARGAS ELÉCTRICAS.
La descarga electrostática un fenómeno electrostático que hace que circule una corriente
eléctrica repentina y momentáneamente entre dos objetos de distinto potencial eléctrico;
como la que circula por un pararrayos tras ser alcanzado por un rayo.

TRANSPORTE DE CARGAS:
La red de transporte de energía eléctrica es la parte del sistema de suministro
eléctrico constituida por los elementos necesarios para llevar hasta los puntos de consumo y a
través de grandes distancias la energía eléctrica generada en las centrales eléctricas.
Para ello, los niveles de energía eléctrica producidos deben ser transformados, elevándose su
nivel de tensión. Esto se hace considerando que para un determinado nivel de potencia a
transmitir, al elevar la tensión se reduce la corriente que circulará, reduciéndose las pérdidas
por Efecto Joule
 EL PODER DE LA PUNTA EFECTO DE LAS PUNTAS:

Cuando los conductores metálicos terminan en punta se acumula mucha carga en ellas, la
densidad de carga es muy alta y en las proximidades se crea un intenso campo que ioniza el
aire.

Este efecto fue descubierto por el norteamericano Franklin y en él se basa su invento del
pararrayos publicado en 1753 en su famoso “Almanaque del pobre Richard”.

Los pararrayos iniciales consistían en una varilla de unos dos metros de largo colocada en la
parte alta de los edificios y unida eléctricamente a tierra por medio de un cable conductor. En la
punta del pararrayos se ioniza el aire y por esa parte del aire, que conduce mejor que el resto,
se desplaza el rayo. Si se produce una descarga la chispa es conducida a tierra a lo largo del
cable.

FORMAS DE ELECTRIZACION
Electrización por frotamiento
Cuando las condiciones son propicias, al frotar dos objetos entre si, estos adquieren una carga
eléctrica, es decir, se electrizan. La electrización por frotación se caracteriza porque en ellas se
da transferencia de carga de un cuerpo a otro.
 Electrización por contacto
La electrización por contacto es considerada como la consecuencia de un flujo de cargas
negativas de un cuerpo a otro. Si el cuerpo cargado es positivo es porque sus correspondientes
átomos poseen un defecto de electrones, que se verá en parte compensado por la aportación
del cuerpo neutro cuando ambos entran en contacto, El resultado final es que el cuerpo cargado
se hace menos positivo y el neutro adquiere carga eléctrica positiva. Aun cuando en realidad se
hayan transferido electrones del cuerpo neutro al cargado positivamente, todo sucede como si el
segundo hubiese cedido parte de su carga positiva al primero. En el caso de que el cuerpo
cargado inicialmente sea negativo, la transferencia de carga negativa de uno a otro corresponde,
en este caso, a una cesión de electrones.

Electrización por inducción

La electrización por influencia o inducción es un efecto de las fuerzas eléctricas. Debido a que
éstas se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente en las proximidades de otro neutro
atraerá hacia sí a las cargas negativas, con lo que la región próxima queda cargada
negativamente. Si el cuerpo cargado es negativo entonces el efecto de repulsión sobre los
electrones atómicos convertirá esa zona en positiva. En ambos casos, la separación de cargas
inducida por las fuerzas eléctricas es transitoria y desaparece cuando el agente responsable se
aleja suficientemente del cuerpo neutro.

III. MATERIALES E INSTRUMENTOS:

 Péndulo eléctrico
 Una placa acrílica con listones de aluminio o tablero de destellos
 Cables conductoras
 Máquina de wimshurt
 Fosforo y vela
 Agujas giratorias o molinetes eléctrico
 Timbre electrostático o juego de campanas
 Placa condensadoras
 Aparato para demostrar el poder de las puntas
 Extintor de humo o purificador de aire o fumívoro.

PÉNDULO ELÉCTRICO:
El péndulo eléctrico es un sencillo dispositivo empleado con fines didácticos para poner de
manifiesto ciertos fenómenos electrostáticos. Consiste usualmente en una pequeña esfera de
saúco que pende de un hilo de seda y generalmente se utiliza un par de ellos para mostrar
cómo interactúan entre sí.

UNA PLACA ACRÍLICA CON LISTONES DE ALUMINIO O TABLERO DE DESTELLOS

AGUJAS GIRATORIAS

TIMBRE ELECTROSTÁTICOS O JUEGO DE CAMPANAS

ESFERAS CONDUCTORAS
Son materiales metálicos que tienen la propiedad de cargarse eléctricamente.

MAQUINA DE WIMSHURST
La máquina de Wimshurst es un generador electrostático de alto voltaje. Tiene un
aspecto distintivo con dos grandes discos a contra-rotación (giran en sentidos
opuestos) montados en un plano vertical, dos barras cruzadas con cepillos metálicos,
y dos esferas de metal separadas por una distancia donde saltan las chispas. Se basa
en el efecto triboeléctrico, en el que se acumulan cargas cuando dos materiales
distintos se frotan entre sí.

GENERADOR DE VAN DE GRAFF

Máquina electrostática creada por Robert Van de Graaff y que utiliza una cinta móvil para
acumular grandes cantidades de carga eléctrica en el interior de una esfera metálica hueca.
 CABLES CONDUCTORES
Se llama cable a un conductor (generalmente cobre) o conjunto de ellos generalmente
recubierto de un material aislante o protector.
IV. PROCEDIMIENTOS:
EXPERIMENTO 1: Acerque cualquiera delas barras, sin cargar, a la esfera de tecnoport
que está suspendido en el péndulo eléctrico. Después acerque un cuerpo cargado a la esfera
de tecnoport y anote sus observaciones.

Cuando la esfera no esta cargada, al acercar al tecnopor no sucede nada. Al cargar la esfera con
mayor area y acerrcar a la esfera de tecnoport este como esta forrado con papel aluminio hace
que sus cargas se redistribuyan, la carga de la esfera grande atrae a la esfera de tecnoport y
hace que se junten luego la la esfera mayor le tranfiere cargas por contacto y al ser de la misma
carga se repelen y la esfera de tecnoport se mueve.

EXPERIMENTO 2: Conecte los extremos de la placa acrilico conductora a cada electrodo de

la maquina wimshurt, energice la maquina wimshurt, observe el comportamiento y explique el
fenomeno.
Al cargar la maquina y conectamos los electrodos vimos que entre los espacios de los listones
de aluminio se producia electricidad eso se debe a la continuidad de la electricidad.

EXPERIMENTO 3: Disponga el arreglo de la aguja giratoria, haga un esquema. Con le cable

conecte el arreglo con un electrodo de la maquina de wimshurt, energice la maquina de
wimshurt, aumentando paulatinamente la velocidad de giro de la manija, explique lo
observado.¿Que es lo que hace que gire el molinete?

Al conectar el molinete a la maquina y cargalo vimos que el molinete empezo a girar, esto se
debe a que los electrones tienden a irse a las puntas de los cuerpos (efecto puntas) y de ahí
salen al aire y por efectos de accion y reaccion este electro genera un fuerza a uno de los
brazos del molinete, a ser muchos electrones esta fuerza es la suficiente para hacer girar al
molinete.
EXPERIMENTO 4: Disponga el arreglo del timbre electrico, haga un esquema. Con el cable
conecte al timbre con un electrodo de la maquina de wimshurt, energice la maquina de
wimshurt, explique lo observado. Tambien en este experimento utilice las placas
condensadoras.

Al conectar los electrodos a los timbre eloectricos y cargar la maquina pudimos observar que
las esferas pequeñas del timbre se empezaban a mover y chocar con los timbres, esto se debe
a que el timbre mayor se cargaban de diferente a los timbres pequeños y esto hacia que la
esfera redistribulla sus cargas y como el ejemplo de la esfera de tecnoport esta esferita se
juntaba con uno de ellos y luego tomaba la carga del timbre despues al tener la misma carga se
repelieron y se unia al otro timbre ya que eras de cargas diferentes y asi sucesivamente.

EXPERIMENTO 5: A la altura del punto del cilindro conductor o generador del viento eléctrico
ponga una vela encendida, conecte con un cable el material conductor con un electrodo de la
máquina de winshurt, haga el esquema, energice la máquina y observe lo que sucede con la
llama de la vela.
 Cuando el generador (Máquina de Wimshurt) empieza a producir energía y energiza el
conductor, los electrones negativos se dirigen hacia la punta y tratan de escapar o salir
y al tratar de salir generan una especie de viento y esto es que hace el mismo efecto en
la llama de fuego que al soplar sobre ella.

Experimento 6: Llene de humo una vasija, coloque sobre el soporte, conecte cada cable a
cada electrodo de la máquina de winshurt. Energice la máquina y observe lo que sucede con el
humo en la vasija.
Tenemos un generador de winshurt instalado, y una vasija el cual nos servirá para colocar en su
interior un gas, el cual conectamos, por medio de unos cables y con las pinzas de sujeción al
generador de winshurt el cual, al accionarlo manualmente provoca un campo eléctrico dentro del
recipiente donde se encuentra el humo el cual empieza a disiparse y también a polarizarse. Como
muestra la imagen siguiente.

VII CUESTIONARIO:
 ¿Por qué el cuerpo humano es buen conductor de la electricidad? Explique

En laboratorio descubrimos que el cuerpo humano es buen conductor eléctrico y que si recibe
una gran descarga puede ser perjudicial, y la explicación de estos fenómenos eléctricos es.
Porque el cuerpo humano está integrado por un conjunto de compuestos químicos, por
ejemplo, la sangre y los minerales dentro de ella. Además de los siempre constantes pulsos
eléctricos de nuestro sistema neurológico que está presente en todo nuestro cuerpo. Y uno
de los causantes mas importante de que por que el cuerpo humano es buen conductor es:
porqué casi el 70% del organismo consta de agua ionizada, un buen conductor de electricidad.
De acuerdo con la electrofisiología, ciencia que estudia las reacciones que produce la
corriente eléctrica, cada uno de los tejidos de nuestro cuerpo reacciona cuando una descarga
circula por el organismo y los efectos biológicos dependen de su intensidad. Y en el cuerpo
humano encontramos somas más sensibles a este fenómeno eléctrico son: retina y el globo
ocular, pues ante cualquier estímulo eléctrico producen una sensación luminosa. Le sigue la
lengua, la cual manifiesta un sabor alcalino.

 Explique el poder de las puntas, y sus aplicaciones

en el laboratorio se vio que cuando conectamos la electricidad a un conductor que termina

en punta, y colocamos una vela encendida delante de la punta conductora, se vio que la
vela encendida se apago. Esto ocurrió por el llamado poder de las puntas ya que al
momento de carga el cilindro en punta, los electrones se concentraron mas en la punta y
posteriormente se comenzaron a desprender del material conductor, al momento del
desprendimiento de los electrones estos comenzaron a arrastrar las moléculas de aire
creando una fuerza de viento ionico, por ello la vela se apagó. Y Cuando un material
posee carga eléctrica, esta se distribuye por todo el cuerpo o superficie, si se trata de
conductores. La densidad de carga es la carga por unidad de volumen o superficie en el
cuerpo de manera que si la carga se distribuye en el cuerpo, su densidad será mayor en
las zonas de menos volumen o menos superficie. Por esto se produce una acumulación
de carga en las zonas del material acabadas en punta donde su volumen es menor y se
concentra mayor cantidad de carga, de manera que si el material está expuesto a un
campo eléctrico externo, tenderá a interactuar con éste por la zona de mayor densidad
de carga, es decir, en la punta.

Las aplicaciones más conocidas del poder de las puntas lo vemos:

 Los pararrayos.
 Descarga eléctrica de las nubes a una punta en tierra.
 Las antenas de tv, radio, etc.
  Las puntas cargadas positivamente producen viento eléctrico positivo.
 Las puntas cargadas negativamente producen viento eléctrico negativo.

 En qué casos se presenta fuerzas de distintas naturalezas, ponga ejemplos

Las fuerzas de distintas naturalezas pueden interactuar en un mismo cuerpo de prueba y

así obtendríamos una resultante, pero sin antes nombrar que la interacción de todas las
fuerzas no se pueden dar ya que son de naturalezas distintas.
Ejemplos:
 Cambio de fase de la materia
 Fuerzas de atracción y repulsión en electrones
 Fuerza gravitación y eléctrica en un cuerpo conductor
 Fuerzas elásticas
 etc
 Enumere los tipos de fuerzas que existen en la naturaleza, sería posible
unificar a una sola expresión, sí o no y por qué.

Según muchos físicos y estudios, autores que investigaron las distintas fuerzas de la
naturaleza, se llegó al consenso de que existen 4 fuerzas básicas o fundamentales, estas
fuerzas son las que rigen en la naturaleza.

1. Fuerza nuclear fuerte

Es la fuerza que obliga a los núcleos atómicos a permanecer unidos. Esta es la más fuerte de
todas las fuerzas, esta fuerza permite a los nucleones (los protones y los neutrones)
mantenerse unidos a pesar de la fuerza de repulsión que existe entre ellas (los protones tienen
la misma carga eléctrica positiva por lo que se rechazan mutuamente). Esta fuerza se
considera de corto alcance, ya que permite que los protones del núcleo se encuentren unidos,
por lo que solo afecta al mismo núcleo.
2. Fuerza electromagnética

Es la que recubre sobre aquellos cuerpos que se encuentran eléctricamente cargados. Está
presente en las transformaciones químicas y físicas tanto de átomos como de moléculas.

Una de las fuerzas que mejor conocemos y también a las que más habituados estamos, esta
se da a través de partículas que se encuentran cargadas eléctricamente. Aquí, sin embargo,
podemos tener una fuerza de atracción (partículas de diferente carga) o una fuerza de
repulsión (misma carga).

3. Fuerza nuclear débil

Es la que logra la desintegración beta de los neutrones, los neutrinos, son solo sensibles a
esta clase de interacción.

Esta fuerza actúa a nivel de los núcleos atómicos y es la que permite la fusión de, por ejemplo,
el hidrógeno, que es lo que nos permite no solo disfrutar de la luz del Sol, sino concebir la
existencia misma tal como lo hacemos, siendo verdaderamente fundamental.
4. Fuerza gravitatoria
Esta es una fuerza puramente atractiva, ya que dos cuerpos con masa siempre tienden a
atraerse por la fuerza de gravedad, a diferencia de otras fuerzas en las que también se
pueden rechazar los objetos. Esta fuerza es la que mantiene a los planetas orbitando y girando
alrededor del Sol, así como también por ejemplo a nuestro satélite natural, la Luna, que orbita
alrededor de la Tierra.

En los estudios realizados de que, si se podría unificar a una sola expresión las fuerzas,
se concluyó que no se podría ya que estas fuerzas son de distintas dimensiones y que hay
fuerzas que actúan en moléculas y otras a cuerpos grandes y no se cumpliría el mismo ente
físico para cada uno. Pero si podemos encontrar algunas fuerzas que interactúen en un mismo
cuerpo y puedan unificarse.

 Que entiende Ud. Por ionización.

Es un procedimiento a través del cual se generan iones; un átomo o una molécula que dispone
de carga eléctrica a partir de ganar o de perder una cierta cantidad de electrones. En la
naturaleza encontramos dos clases de iones (positivos y negativos)
 V. OBSERVACIONES:
Los instrumentos del laboratorio de física son algo anticuados habría que renovarlos,
pero igual son muy útiles.
En el experimento dos las agujas deben estar alineadas para puedan girar.
En un aislante los átomos solo se orientan en la dirección del campo.
Solo debe existir un tipo de fuerzas para estar en equilibrio o bien fuerzas
electrostáticas o fuerzas gravitacionales.
La longitud del hilo debe ser suficiente para permitir que la bolita pueda tocar
ambas placas condensadoras en su movimiento oscilatorio

VI. CONCLUSIONES:
Experimento 1:
Se comprobó que las fuerzas que ejercen las cargas son grandes, comparadas con la
fuerza de gravitacional, esto genera que se genere un impulso(repelen) y es por tal
motivo que la bola se mueva en dirección contraria.

Experimento 2:
En el tablero de destellos se ha observado que las cargas tienen una propiedad de hacerse
continua, según la distancia y cantidad de carga. Además tener presente que
la conductividad eléctrica es la medida de la capacidad de un material o sustancia para
dejar pasar la corriente eléctrica a través de él. La conductividad depende de la estructura
atómica y molecular del material. Los metales son buenos conductores porque tienen una
estructura con muchos electrones con vínculos débiles, y esto permite su movimiento. La
conductividad también depende de otros factores físicos del propio material, y de
la temperatura.
Experimento 3:
Al inicio el arreglo de las agujas solo contaba con una energía eléctrica, pero esta se
transforme en energía mecánica y esto hizo que se moviera.
Experimento 4:
 Con el generador de winshurt y unas campanillas electrostáticas armamos un sistema
electrostático el cual nos generara campo eléctrico, por tal motivo las campanillas
comenzaran a vibrar continuamente. Además, que el campo eléctrico creado entre las
placas conductoras debe ser de suficientemente grande para originar la fuerza necesaria
para producir una amplitud de oscilación que permita el contacto entre la bolita y las
placas.
Experimento 5:
Esta práctica sirve para demostrar que en la zona de espacio entre dos electrodos por el
que pasa suficiente voltaje se produce un traspase de partículas de aire ionizadas de un
electrodo a otro.

Ese traspase de partículas ionizadas se denomina ''viento iónico'' y produce el mismo

efecto que el viento tal y como lo conocemos.
Experimento 6:
De este experimento se puede deducir que gracias a la energía que genera la máquina de
Wimshurst, podemos extraer verdaderamente el humo de la vasija completamente hermético.
También que podemos ionizar el humo de un gas, esto gracias al efecto de las puntas en los
metales.

REFERENCIAS:
Serway A.(2005) . Fisica para ciencias e ingenieria. Volumen II, sexta edicion.
Alonso M. (1990). Fisica general II. Campos y Ondas. Cap 1. Mexico