_TECNOLOGIA EDUCATIVA SA - Electrostática - Obtención de cargas eléctricas

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.

Operaciones

  • 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

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.

 


Fig. 5

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).

 


Fig. 6

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.

 


Fig. 7

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

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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