PRÁCTICA 1: CARGAS ELÉCTRICAS

A. OBJETIVOS

 Observar los procesos por los cuales un objeto adquiere carga eléctrica.
 Verificar la existencia de dos tipos de carga eléctrica y sus propiedades.

B. RECURSOS

 Computadora y conexión a internet

C. FUNDAMENTO TEÓRICO

La carga eléctrica es una propiedad de la materia. Fueron los griegos los que por los años
600 A.C. descubrieron esta propiedad cuando acercaban ámbar, previamente frotado con
lana, a pequeñas plumas y hojas secas. Hoy en día se sabe que existen dos tipos de carga:
positiva y negativa.

Hay una variedad de experimentos simples para demostrar la existencia de fuerzas

eléctricas. Por ejemplo, después de frotar un globo contra el cabello en un día seco,
observará que el globo atrae pequeños pedazos de papel. Con frecuencia la fuerza de
atracción es lo suficientemente intensa que los pedazos de papel quedan adheridos o
suspendidos. Cuando los materiales se comportan de esta manera, se dice que están
electrificados, o que se han cargado eléctricamente.

Figura 1 a) Una varilla de hule con carga negativa

suspendida por un hilo es atraída por una varilla de vidrio
con carga positiva. b) Una varilla de hule con carga
negativa es repelida por otra varilla de hule con carga
negativa.

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 PROPIEDADES DE LAS CARGAS ELÉCTRICAS

Podemos indicar que la carga eléctrica posee las siguientes propiedades de importancia:

 En la naturaleza se presentan dos tipos de cargas, como son positiva y negativa:

al interactuar cargas de un mismo signo se repelen y cargas de signos
opuestos se atraen.
 En un sistema aislado la carga eléctrica siempre se conserva.
 Toda cantidad observable de carga eléctrica siempre es un múltiplo entero de la
carga fundamental atribuida al electrón. Decimos que la carga está cuantizada.

Q=N q e Coulomb (C)

Donde N ∈ Z y q e es la carga de un electrón o protón (carga mínima o cuantum de

+ ¿¿

carga).

Los conductores eléctricos son aquellos materiales en los cuales algunos de los electrones
son libres, no están unidos a átomos y pueden moverse con libertad a través del material. Los
aislantes eléctricos son aquellos materiales en los cuales todos los electrones están unidos a
átomos y no pueden moverse libremente a través del material.

a) Materiales Conductores

b) Materiales Aislantes
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 PROCESOS DE CARGA DE UN CUERPO

• CARGA POR CONDUCCIÓN

Una esfera de metal se puede cargar usando un alambre de cobre y una varilla de plástico
eléctricamente cargada, como se indica en la figura a. En este proceso, algunos de los
electrones excedentes en la varilla se transfieren hacia la esfera, lo cual deja a la varilla
con una carga negativa más pequeña.

• CARGA POR INDUCCIÓN  

Hay otra técnica diferente con la que la varilla de plástico da a otro cuerpo una carga de
signo contrario, sin que pierda una parte de su propia carga. Este proceso se llama carga por
inducción. Para cargar un objeto por inducción no es necesario que tenga contacto con el
objeto que induce la carga.

• CARGA POR FROTAMIENTO  

Al frotar dos cuerpos uno con el otro, ambos se electrizan uno positiva y el otro
negativamente, las cargas no se crean ni se destruyen, sino que solamente se trasladan de
un cuerpo a otro o de un lugar a otro en el interior de un cuerpo dado.

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D. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

D1. EXPERIMENTO 1: INTERACTIVO

1. Ingrese a la siguiente dirección electrónica:

https://phet.colorado.edu/sims/html/balloons-and-static-electricity/latest/balloons-and-static-
electricity_es_PE.html

2. Justifique el porqué de sus respuestas de acuerdo a lo observado en la simulación.

a. Indique cuál es la situación de la chompa, el globo y la pared en la figura de acuerdo a la

distribución de carga eléctrica.

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b. Con la ayuda del puntero izquierdo del mouse y sin soltarlo, desplace el globo hacia la
manga de la chompa más cercana al globo y frote la misma. Explique lo qué sucede con
el globo y la chompa al realizar dicha acción.

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c. A continuación con ayuda del puntero del mouse lleve el globo a su posición inicial y
suéltelo, explique lo observado.
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d. Nuevamente con ayuda del puntero lleve el globo muy cerca a la pared y suéltelo,
explique lo observado.
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e. Finalmente ubíquese con el puntero en la ventana restablecer el globo (ubicado en la

parte inferior de la pantalla), haga click en la opción de dos globos. A continuación
acerque el globo que aparece a la chompa y frote toda ella, luego acercarlo al primer
globo. Explique lo observado.

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D2. EXPERIMENTO 2:

1. Tomaremos en cuenta para el segundo experimento los siguientes materiales:

b) Bolsa de plástico
a) Varilla de PVC,
vidrio y franela.

c) Péndulo eléctrico
d) Electroscopio
2. En base al fundamento teórico de la presente práctica y
considerando los materiales de las figuras, responda a
las siguientes preguntas justificando sus respuestas.

a. Varilla de PVC

a.1 Inicialmente con los materiales descargados se acerca la varilla a la esfera

suspendida (péndulo) sin tocarla, ¿qué debería suceder?

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a.2 Un extremo de la varilla se frota con la franela, seguidamente dicho extremo se

aproxima a la esfera sin tocarla, ¿qué debería suceder?

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b. Varilla de vidrio

b.1 Inicialmente con los materiales descargados se acerca la varilla a la esfera

suspendida (péndulo) sin tocarla, ¿qué debería suceder?

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b.2 Un extremo de la varilla se frota con la bolsa de plástico, seguidamente dicho extremo
se aproxima a la esfera sin tocarla, ¿qué debería suceder?

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b.3 Se frota un extremo de la varilla de vidrio con la bolsa de plástico, a continuación se

acerca la varilla a la esfera suspendida hasta hacer contacto por unos segundos. Luego
se separa la varilla de la esfera y se vuelve a frotar la varilla con la bolsa de plástico para
nuevamente acercarla a la esfera, ¿qué debería suceder?

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c. Electroscopio

c.1 Inicialmente con los materiales descargados se aproxima un extremo de la varilla de

PVC a la parte superior del electroscopio sin tocarlo, ¿qué debería suceder?

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c.2 Un extremo de la varilla de PVC se frota con la franela, seguidamente dicho extremo
se aproxima a la parte superior del electroscopio sin tocarlo, ¿qué debería suceder?

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c.3 Se frota con la franela un extremo de la varilla de PVC, seguidamente se aproxima a

la parte superior del electroscopio lentamente hasta hacer contacto por unos segundos,
luego se retira la varilla de PVC, ¿qué debería suceder?

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E. CONCLUSIONES

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F. CUESTIONARIO FINAL

1. En el proceso de cargar eléctricamente un objeto, ¿es posible transferir cargas positivas

de un objeto a otro? Explique.
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 2. ¿Qué factor es importante tomar en cuenta en el ambiente en el que se realizan los
experimentos de electrostática? Explique.

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G. WEBGRAFÍA

https://phet.colorado.edu/es_PE/simulations/category/physics