Carátula para entrega de prácticas

Facultad de Ingeniería Laboratorios de docencia

Laboratorio de Fundamentos de Termodinámica y

Electromagnetismo
Profesor: Diana Zaragoza Zuñiga

Asignatura/clave: Laboratorio de Fundamentos de Termodinámica y

Electromagnetismo

Grupo Laboratorio: 11
No de Práctica(s): 9

Integrante(s),
número de cuenta y
grupo de teoría: León Cruz Luis Joel,420052500, Grupo de Teoría: 2
Miguel Sanagustín Daniel,317182318, Grupo de Teoría: 2

Salazar Jorge Oscar Eduardo, 420055051, Grupo de Teoría: 7

Sosa Toledo Miriam Paola, 420055518, Grupo de Teoría: 6

Semestre: 2021-1
Fecha de entrega: 02 de diciembre del 2020

Observaciones:

Calificación: _____________. Brigada: ___3_______

 Práctica 9. Carga y corriente eléctrica.

Introducción.
El término c​orriente eléctrica​, o simplemente carga, se utiliza para describir la velocidad del
flujo de carga a través de alguna región del espacio. Siempre que haya un flujo neto de
carga a través de alguna región (por ejemplo, un pedazo de material), se dice que existe
una corriente eléctrica. La cantidad de flujo depende del material a través del cual las
cargas fluyen y la diferencia de potencial a través del material.
Mediante la convención de Benjamín Fraklin se establecieron dos tipos de cargas eléctricas,
las cuales son positivas o negativas. Una carga eléctrica es una propiedad de la materia
que produce fuerzas a distancia de atracción o de repulsión debido a la pérdida o ganancia
de electrones y un campo eléctrico es una región del espacio en donde una carga eléctrica
experimenta una fuerza de origen eléctrico.
En esta práctica nos estaremos apoyando de un electroscopio que nos servirá para la
detección de carga.

Objetivos.

a) Formarse el concepto de carga eléctrica, a partir de experimentos.

b) Conocer el principio de funcionamiento de un electroscopio.

c) Descubrir e identificar los tipos de carga eléctrica que existen, a partir de la convención
de Benjamín Franklin.

d) Obtener el modelo gráfico de la diferencia de potencial Vab entre los extremos de un

resistor en función de la corriente eléctrica que circula por él.

e) Obtener el modelo matemático de la gráfica del inciso anterior.

f) A partir de la ecuación de Ohm, identificar el significado físico de la pendiente del modelo

gráfico obtenido.

Herramientas digitales.
En el desarrollo de esta práctica se emplearán los simuladores siguientes:
• Globos y electricidad estática
• Generador Van de Graaff
• Ley de Ohm
Actividad 1.
Con el material conseguido, construya un electroscopio simple (dispositivo que permite
detectar la presencia de carga eléctrica) como se muestra en la figura, y a partir de la
convención de Benjamín Franklin, identifique cómo quedaron cargados los materiales
después de cada frotamiento. A continuación, apoyándose en el simulador “globos y
electricidad estática” y “generador Van de Graaff”, analice el experimento e indique los tipos
de carga y fuerzas eléctricas observadas.
Actividad 2.
En la siguiente tabla, anota el signo del tipo de carga adquirida por cada material, después
de utilizar el método por frotamiento.

Frotador Material Material Material Material

plástico vidrio madera PVC

algodón - + +

lana + + +

seda + + + -

franela - - + -

Actividad 3.
Con ayuda del simulador Ley de Ohm, elija el resistor que le indique el profesor y presione
el botón de encendido de la fuente de alimentación variable, anote el valor de la corriente
eléctrica (𝐼). Realice las mediciones necesarias para llenar completamente la tabla
siguiente:
P = V * I [W ]

𝑉̅𝑎𝑏 [𝑉] 𝐼 [𝐴] 𝑃 [𝑊]

0 0 0

0.5 0.002 0.001

1.0 0.005 0.005

1.5 0.008 0.012

2.0 0.01 0.02

2.5 0.012 0.03

3.0 0.015 0.045

3.5 0.018 0.063

4.0 0.02 0.08

4.5 0.022 0.099

5.0 0.025 0.125

Actividad 4.
Con base en los datos de la tabla anterior trace la gráfica que relaciona a la diferencia de
potencial 𝑉𝑎𝑏 en función de la corriente eléctrica I. No olvide acotar los ejes con sus
unidades correspondientes. ​(Véase la gráfica 1.1)

(Gráfica 1.1)
Actividad 5.
Con el método de los mínimos de las sumas de los cuadrados, obtenga el modelo
matemático que representa al modelo gráfico anterior. No olvide las unidades, en el SI, de
cada término.
modelo matemático:

n=11
Σxi y i = 0.48
Σxi = 0.137
Σy i = 27.5
Σx2 i = 0.137
(Σxi ) 2 = 0.0187

11(0.48)−(0.137)(27.5)
m= 11(0.002395)−(0.0187)

m = 197.84
27.5(0.002395)−(0.48)(0.137)
b= 11(0.002395)−(0.0187)

b = 0.0134

V ab [v] = 197.84[ Av ]I[A] + 0.0134[v]

Cuestionario.
1. Explique, con sus propias palabras, la convención de Benjamín Franklin.

Cuando frotamos frecuentemente una barra de vidrio contra una tela de seda esta misma se
llena de cargas positiva “+”, así mismo, con la barra de plástico si es frotada frecuentemente
con piel de conejo esta misma se llenará de carga negativa “-” . Como resultado hacemos
referencia a “​dos cargas positivas se repelen entre sí, al igual que dos cargas negativas.
Una carga positiva y una negativas se atraen”.

2. Investigue cómo se construye un electroscopio.

Materiales:
● Botella de vidrio boca ancha
● Alambre de cobre
● Plasticina
● Papel aluminio

Procedimiento:
● Perfore la tapa de la botella de vidrio para introducir a través de ella un alambre.
Para ello puede utilizar un taladro o un clavo.
● Fije con plastilina el alambre a la tapa, dejando un extremo interior para colgar las
hojas del electroscopio y un extremo en el exterior.
● Doble el extremo interior del alambre a modo de gancho.
● Recorte dos láminas de papel metálico de 1 x 5 cm cada una, y perforarlas cerca de
un extremo para insertarlas en el gancho de manera que cuelguen libremente
paralelas entre sí.
● Con el resto del papel aluminio, fabrique una esfera del tamaño de una pelota de
ping pong, en torno al extremo exterior del alambre. Vaya arrugando el papel en
torno al alambre hasta moldear la esfera lo más regular posible. Procure que no
queden bordes agudos.
● Es necesario que al construir tenga las manos secas y limpias, ya que la humedad
afectará el funcionamiento correcto del instrumento.

3. Con base en la Ley de Ohm, deduzca el significado físico de la pendiente de la gráfica

correspondiente al modelo matemático de la actividad 5. Justifique su respuesta.

La pendiente nos hace referencia a el valor de la resistencia que está conectada al circuito y
el valor es expresado en Ohms.
I = VR despejando a R ; R = VI

4. Obtenga la expresión dimensional, en el SI, para cada término de la ecuación obtenida en

la actividad 5.
Voltaje [V] = M L2 T −3 I −1

Resistencia [R] = L2 M T −3 I −2

Corriente [I] = I

5. En cada renglón de la tabla de la actividad 3, calcule, con la Ley de Joule, la potencia

disipada por el resistor.
P = I 2. R
 𝐼 [𝐴] R [Ω] P [W]
0 0.00 0
0.002 250.00 0.001
0.005 200.00 0.005
0.008 187.50 0.012
0.01 200.00 0.02
0.012 208.33 0.03
0.015 200.00 0.045
0.018 194.44 0.063
0.02 200.00 0.08
0.022 204.55 0.099
0.025 200.00 0.125
6. Suponga que la potencia máxima de disipación del resistor es 5 [W]. ¿Se dañaría el
resistor empleado? Justifique su respuesta.
​Si, al sobrepasar el valor del resistor podríamos quemarlo.

Conclusiones.
● Conforme a la práctica, los alumnos adquieren los conocimientos para saber las
capacidades de cada una de las resistencias, así mismo, identificar los colores. De
igual manera comprenden lo teórico de la convención de Benjamin Franklin y la ley
de Ohm. Y sin descartar mediante gráficas y tablas realizadas por los alumnos
queda un 95% de aprendizaje.
- León Cruz Luis Joel

● En esta práctica pudimos obtener los conocimiento acerca de los tipos de carga que
hay, tanto positiva como negativa. también obtuvimos el conocimiento de ver que los
materiales cuando los frotamos crean una energía por fricción. Me gusta la práctica.
- Oscar Eduardo Salazar Jorge.

● En la práctica se cumplieron correctamente los 6 objetivos, dado que se logró

identificar los tipos de carga que se establecieron en la convención de Benjamin
Franklin gracias al modelado del electroscopio que se tuvo que realizar para poder
realizar la actividad 2. De la misma forma, mediante la ley general de Ohm pude
comprender el significado físico de la pendiente.
- Sosa Toledo Miriam Paola
● Esta práctica me pareció muy interesante ya que logré comprender cómo se
obtiene el valor de una resistencia mediante el código de colores y tambien logre
comprender gracias a los simuladores mejor los conceptos de voltaje e intensidad,
por lo que me pareció muy buena práctica.
- Miguel Sanagustin Daniel
Bibliografía.

● https://solar-energia.net/electricidad/corriente-electrica/carga-electrica
● http://dcb.fi-c.unam.mx/CoordinacionesAcademicas/FisicaQuimica/Web
Autoaprendizaje/temario/CARGA%20ELECTRICA/Contenido.pdf
● Física Universitaria con Física Moderna Volumen 2., Young, Freedman,
Sears Zemansky
● https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/
1464947843/contido/24_la_ley_de_ohm.html