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Electrostática - Obtención de cargas eléctricas - Módulo III
Para cargar eléctricamente los cuerpos según resulte necesario para nuestros experimentos, hemos adoptado un instrumento versátil y de cómodo uso: el electróforo. Veamos cómo se utiliza.
 
Materiales
 
 
Operaciones

Fig. 4
  • Frote una de las caras de la plancha de telgopor con el paño de lana durante 10 o 15 segundos
  • Pose el electróforo sobre el telgopor
  • Levante el electróforo tomándolo por la agarradera, y aproxímelo lateralmente al péndulo eléctrico (figura 4)
  • Observe la bolilla del péndulo eléctrico
  • Coloque nuevamente el electróforo sobre el telgopor. Déjelo en esa posición, y toque con un dedo su parte metálica
  • Retire el electróforo tomándolo por la agarradera aislante, y aproxímelo lentamente a la bolilla
  • Observe cómo se comporta ahora el péndulo eléctrico
 
Cuestionario
 
  • ¿Qué ocurrió durante la primera operación?
  • ¿Cómo se comportó la bolilla en la segunda experiencia?. Descríbalo paso a paso
 
Referencia teórica

 


Fig. 5

 


Fig. 6

 


Fig. 7

El telgopor es una sustancia aislante: tiene carga sólo en la superficie frotada.

Cuando posamos sobre él el electróforo entrega sólo una pequeña parte de su carga en algunos puntos de contacto, conservando el resto. Estas cargas remanentes producen un desplazamiento de electrones dentro de la placa metálica (figura 5), de manera que en su cara superior se acumulan cargas de igual signo que las del telgopor, y en su cara inferior, cargas de distinto signo.

Al levantar el electróforo, la placa metálica vuelve a su estado neutro (distribución uniforme de las cargas positivas y negativas).

Si en cambio tocamos el electróforo antes de retirarlo del telgopor, la carga de su cara superior es repelida hacia tierra a través de nuestro cuerpo (figura 6), las de la cara inferior quedan retenidas por atracción, y permanecerán si levantamos el electróforo tomándolo por la agarradera aislante (antes hay que sacar el dedo).

Este fenómeno por el cual se separan en un conductor cargas de distinto signo por la presencia de un cuerpo cargado en contacto o en sus proximidades se llama "inducción eléctrica".

Si ahora aproximamos el electróforo cargado a la bolilla del péndulo eléctrico (figura 7) aparecen en ella (también por inducción) cargas de distinto signo en la parte más próxima, y de igual signo en la zona más alejada. Podemos suponer, ya que la bolilla estaba en estado neutro, que las cantidades de cargas inducidas de uno u otro signo son iguales, de manera que la atracción del electróforo con unas debiera compensarse con la repulsión con las otras. Sin embargo la experiencia nos mostró que la bolilla es atraída por el electróforo. Ello se debe a que la fuerza de atracción sobre las más próximas es mayor que la fuerza de repulsión sobre las más alejadas.

Cuando la bolilla toca el electróforo, éste entrega parte de su carga, neutralizando así las de diferente signo de la bolilla, quedando ambos cuerpos con cargas de igual signo, lo que produce la repulsión subsiguiente.

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INDICE DE PRACTICAS   (cada título es un hipervínculo)
Electrostática Circuitos Eléctricos Efectos Magnéticos de las Corrientes Ferromagnetismo Inducción de corrientes y aplicaciones tecnológicas
 
GUIAS DE BRICOLAGE
  En las secciones siguientes encontrarán planos e instrucciones para construir cada uno de los aparatos usados en este equipo.
 
Cargas por Fricción - Discos de Telgopor y Paño de Lana
Discos de Telgopor para determinar tipos y propiedades de las cargas electrostáticas

¿Cómo conseguir cargas por fricción y manifestar la atracción entre cargas iguales?

¿Cómo manifestar la repulsión entre cargas opuestas?

 
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¿Cómo averiguar si un material es realmente aislante?

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Péndulo eléctrico (sin médula de sauco)

 

¿Cómo manifestar visiblemente la inducción y atracción electrostática?

¿Cómo manifestar el reacomodamiento de cargas en un conductor?

¿Cómo construir un péndulo eléctrico?

 
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Electróforo de Volta, Plancha de Telgopor y Paño de Lana

 

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Condensador Plano (la versión moderna de la botella de Leyden) ¿Cómo almacenar cargas eléctricas?

¿Cómo construir una botella de Leyden? ¿Cómo hacer lo mismo ocupando menos espacio?

 
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Ping Pong Electrostático (modelo de transporte discreto de cargas)

 

¿Cómo visualizar el flujo de cargas?

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(una demostración interesante del transporte discreto de cargas)

 
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Circuitos eléctricos básico en corriente continua y alterna ¿Cómo construir fácilmente circuitos eléctricos?
Hay que fabricar:

Multímetro: no hay más remedio que comprarlo hecho

 
Interacción entre corrientes de diferentes configuraciones geométricas
Soporte polifuncional para estudiar interacción entre corrientes con distintas config.ciones geométricas

 

¿Cómo construir un conjunto para estudiar las interacciones entre diferentes corrientes eléctricas?

Juego de conductores y bobinas para estudiar fuerzas magnéticas entre corrientes

 
Minibrújula Colgante

 

¿Cómo construir una minibrújula?

 
Espectro de Corrientes Rectilíneas
Espectro magnético de una corriente rectilínea

 

¿Cómo conseguir el espectro de una corriente rectilínea?

 
Espectro de Corrientes Circulares
Espectro magnético de una corriente circular

 

¿Cómo conseguir el espectro de una corriente circular?

 
Espectro de Bobinas planas dobles (tipo Helmholtz y de campos enfrentados)
Espectro magnético de dos bobinas en config.ción de Helmholz Espectro magnético de dos bobinas planas con corrientes circulando en sentidos contrarios

 

¿Cómo conseguir el espectro de un par de bobinas planas?

 
Espectro de un Solenoide
Espectro magnético de un solenoide

 

¿Cómo construir un Solenoide?

 
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Espectro magnético de un toroide

 

¿Cómo construir un solenoide toroidal?

 
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Espectro magnético de un imán plano (nótese la similitud con el espectro de una bobina plana)

 

¿Cómo conseguir el espectro de un imán permanente?

 
Transformador
Transformador con núcleo móvil

 

¿Cómo construir un transformador de acoplamiento variable?

 
Levitador Magnético
Levitador magnético (transformador con secundario/s móviles en cortocircuito)

 

¿Cómo construir un Levitador Magnético?

 
Motor de inducción
Motor de inducción con campo rotante y Jaula de Ardilla

 

¿Cómo construir un motor de inducción? (sin escobillas)

 
Autoría
  Ing. Agustín J. Frascino - Córdoba - Argentina Las guías constructivas y de trabajos prácticos aquí presentadas fueron creadas por el Ing. Agustín J. Frascino (QEPD 15-II-08) con la ayuda del Ing. Sergio San Román con el objeto de fomentar el trabajo experimental en la Enseñanza de la Física, aún en los casos en que la escasez de recursos económicos parecerían forzar a docentes y alumnos a contentarse con clases de tiza y pizarrón.

Para quienes decidan armar algunos de los aparatos aquí propuestos, nos permitimos recordarles que bajo costo no significa baja calidad o montaje descuidado. Recomendamos trabajar con prolijidad, respetando las dimensiones y materiales indicados. Los resultados serán a menudo sorprendentes, y en el camino se habrá aprendido algo más que Física.

Estas guías pueden reproducirse libre y gratuitamente, con la sola condición de mencionar su procedencia y autoría.

Fragmento de video donde se muestra el uso del Électróforo de Volta, Electroscopio, Jaula de Faraday y Molinete Eléctrico
Fragmento de video donde se muestra el uso del Ping Pong Eléctrico

 
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