viernes, 14 de agosto de 2009

LABORATORIO 1 : "CARGAS ELECTRO ESTATICAS"


AGOSTO 14 DE 2009
NRC: 1807
Laboratorio de Fisica

Física Electricidad
Departamento de Fisica
©Ciencias Basicas
Universidad del Norte - Colombia

INFORME DE LABORATORIO #1




"LEY DE COULOMB Y JAULAS DE FARADAY"


Steven De la Peña Lascano
Ingenieria Industrial


Mario Villaveces Buelvas
Ingenieria Mecánica








ABSTRACT



In laboratory practice, we can distinguish the ideal from reality, thanks to help from the teams that are there we can see that the laws of physics are a world interesting and easy to understand. We understood the significance of electrostatic charges and their constant interaction with the world.







RESUMEN



En las practicas de laboratorio podemos diferenciar lo ideal de lo real, gracias a la ayuda de los equipos que allí se encuentran podemos observar que las leyes de la física son un mundo interesante y facil de comprender.Comprendimos el significado de las cargas electroestáticas y su constante interacción con el mundo.







INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS




  • Analizar los fenómenos físicos que ocurren en el proceso de cargar eléctricamente un cuerpo.

  • Determinar el signo de la carga adquirida por un cuerpo en un proceso de electrificación.

  • Cargar un cuerpo por fricción, contacto e inducción.

  • Comparar la distribución de carga eléctrica en un cuerpo metálico sometido al proceso de carga por inducción.



MARCO TEÓRICO



Ley de gravitación universalLas leyes universales no se demuestran sino que se comprueban. La ley de gravitación universal expresa que entre dos masas existe una fuerza de atracción cuya magnitud está dada por la ley de Newton que establece que la interacción gravitatoria entre dos cuerpos corresponde a una fuerza central de atracción proporcional a las masas de los dos cuerpos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.El valor de k en el sistema SI es K= 6.673 × 10-11 Nm2Kg-2





PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
  1. Para realizar la experiencia en el laboratorio, por lo menos se debe tener un conocimiento previo de el uso del Data Studio. Ya conociendo el funcionamiento de Data Studio y configuradas todas las tablas, sensor de cargas y graficas damos paso a realizar la serie de experimentos.

CARGA POR FRICCION: Para realizar este experimento tenemos los dos porductores de carga, Azul (Acrilico), Blanco (Cuerina), Se frotan entre si y se introduce primero el Azul y luego el Blanco dentro de las jaulas de Faraday. Luego se Toman los datos de ambos ensayos.

CARGA POR INDUCCION: Para realizar este experimento tenemos los dos porductores de carga, Azul (Acrilico), Blanco (Cuerina) nuevamente, Frote varias veces las superficies azules y blancas de los productores de carga. Sin tocar la jaula con el productor de carga, introduzca el productor de carga blanco y azul en la jaula. Cuando el productor de carga esté en el interior de la jaula, utilice el dedo para aterrizar momentáneamente la jaula. Observe y anote los resultados.

CARGA POR CONTACTO: Para realizar este experimento tenemos los dos porductores de carga, Azul (Acrilico), Blanco (Cuerina) nuevamente, Frote los portadores de carga azul y blanco. Toque la jaula que está conectada al borde positivo con el portador azul, observe el signo de la carga y registre su valor. Descargue la jaula.Toque la jaula que está conectada al borde positivo con el portador blanco, observe el signo de la carga y registre su valor.


DISTRIBUCION DE CARGAS SOBRE UNA SUPERFICIE: El propósito de esta parte de la experiencia es indagar la forma como se distribuye la carga sobre una superficie metálica, midiendo la densidad de carga en varias secciones. Utilice el “transportador de carga” junto con la Jaula de Faraday para determinar la densidad de carga. Para ello realice el montaje que aparece en la Figura 1.2


Antes de comenzar, asegúrese que la Jaula de Faraday esté aterrizada con el blindaje conectado a tierra junto con el electrómetro.Ubique dos esferas de aluminio separadas por lo menos 50 centímetros, de tal manera, que una de ellas esté conectada a la fuente de voltaje electrostática que provee 1000 VDC. Esta fuente debe estar aterrizada a la misma tierra que la del electrómetro y la Jaula de Faraday.La otra esfera debe ser aterrizada momentáneamente para remover las posibles cargas residuales que contengan.
Confirme que esta esfera está descargada tomando muestras con el “Proof. plane” en diferentes secciones de la misma introduciéndola en la jaula de Faraday.Acerque ahora las dos esfera a una distancia de un centímetro. Encienda la fuente de voltaje y tome muestras de carga en las mismas secciones de la esfera que tomó en el introdúzcala en la jaula de Faraday y anote los resultados.Aterrice ahora la esfera de la cual está midiendo su carga. (puede hacerlo tocando con un dedo la parte posterior de la esfera metálica).Separe la esfera que está conectada a la fuente de voltaje a una distancia de 50 cm de la esfera que aterrizó y apáguela.Nuevamente tome muestras de carga en las mismas secciones en que las tomó y mida la carga.




DATOS OBTENIDOS

De acuerdo a las pruebas realizadas pudimos obtener una serie de datos que se muestran a continuacion:


GRÁFICAS DE LA EXPERIENCIA






Ensayo #1, por fircción se ve en la grafica que se inserto primero el productor de carga de acrilico (Azul) y luego el Productor de carga de cuerina (blanco),, se aprecia que por friccion quedaron equitativamente cargados, pero con signos distintos, es decir uno gano electrones (Azul) y el otro (blanco), los cedió.







Ensayo #2-A, realizamos el proceso de carga por contacto utilizando el productor de carga azul, por eso se nota en la grafica que la carga generada fue negativa.










Ensayo #2-B, caso contrario se puede apreciar con el productor de cargas blanco que muestra resultados positivos.






Ensayo #3-A, En esta oportunidad realizamos el proceso de cargapor induccion utilizando el productor de cargas negativas (Azul).






Ensayo #3-B, En este caso el productor que utilizamos fue el de caragas positivas, se puede notar al igual que en el grafico anterior el momento cuando se introducen los productores de cargas a la jaula de faraday, como una pequeña turbulencia antes de que la carga suba abruptamente.





Ensayo 4, En este ultimo caso utilizamos una esfera cargada positivamente, y otra esfera neutra la cual cargamos por polarizacion como se explica en el marco teorico. podemos observar los distintos picos en la grafica que representan las mediciones de carga en diferentes partes de la esfera polarizada.

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