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INFORME DEL electroscopio, Guías, Proyectos, Investigaciones de Física Experimental

es un informe que describe el funcionamiento del electroscopio.

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2019/2020
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RESUMEN
El electroscopio es un instrumento de medición que sirve para
comprobar las cargas de las partículas, en el laboratorio su propósito
era determinar los tipos de cargas a través de varios experimentos con
la barra de ebonita que se cargaba al frotarla con un paño de lana,
donde la barra en contacto con el electroscopio se demostraba los
tipos de carga dado que se repelían las láminas de oro, obteniendo un
ángulo de separación entre ellas. También se experimentó con una
barra de vidrio cargada con una estufa y se repitió el mismo
procedimiento para tener la demostración de las cargas con
electroscopio y observa qué cargas se producían al contacto con la
barra de vidrio. Se conectó otro electroscopio para demostrar los
materiales que son conductores o dieléctricos y para ver su
comportamiento cuando se conectan los dos electroscopios. Por
ejemplo, cuando usamos un material conductor la carga en el otro
electroscopio se refleja dado que la corriente eléctrica viaja a través
del material conductor donde hace el reflejo de las cargas que
suceden en el otro electroscopio. También se comprobó el mismo
procedimiento con los dos electroscopios, pero esta vez con
materiales dieléctricos como la madera o un pedazo de hilo y se
comprobó que la carga se almacena en el electroscopio que este
contacto con la carga. Se experimentó con la barra de ebonita y la
vidrio con unos trozos de papel donde se deduce que la barra ebonita
tiene más carga positiva dado que al momento de ponerla en contacto
con el papel lo atrajo y en cambio la barra de vidrio no lo atrae si no
repulso dado que tenían la misma carga. Se comprobó el contacto a
tierra con el electroscopio y la barra de ebonita, donde se demostró
como las láminas de oro se atraen dado que ya la carga positiva se
cambió a una negativa y esto hace que se atraen las láminas de oro,
también se comprobó cuando el electroscopio queda cargado y
produce un pulso en el contacto a tierra debido a la carga que lo
conduce a inducir ese tipo de carga. (Daniel Varela, 2016)
Palabras Clavecarga, electroscopio, dieléctrico, conductor,
láminas, fuerza, inducción y contacto.
ABSTRACT
The electroscope is a measuring instrument that serves to check the
charges of the particles, in the laboratory its purpose was to
determine the types of charges through several experiments with the
ebonite bar that was charged when rubbed with a wool cloth, where
the rod in contact with the electroscope showed the types of charge
since the gold sheets were repelled, obtaining a separation angle
between them. It was also experimented with a glass bar loaded with
a stove and the same procedure was repeated to have the
demonstration of the charges with an electroscope and observe what
charges were produced on contact with the glass bar. Another
electroscope was connected to demonstrate materials that are
Primer Autor: aleon49@unisalle.edu.co, estudiante de Ingeniería
Eléctrica– 42161149, Universidad de la Salle de Colombia.
Segundo Autor: Smanrique61 @unisalle.edu.co , estudiante de Ingeniería
Industrial, – 47191029, Universidad de la Salle de Colombia.
conductive or dielectric and to see their behavior when the two
electroscopes are connected. For example, when we use a conductive
material the charge in the other electroscope is reflected since the
electric current travels through the conductive material where it
reflects the charges that occur in the other electroscope. The same
procedure was also checked with the two electroscopes, but this time
with dielectric materials such as wood or a piece of wire and it was
found that the charge is stored in the electroscope that is in contact
with the charge. It was experimented with the ebonite bar and the
glass with some pieces of paper where it is deduced that the ebonite
bar has more positive charge since at the time of putting it in contact
with the paper it attracted it and instead the glass bar does not attract
it if I don't repulse because they had the same charge. The ground
contact with the electroscope and the ebonite bar was checked, where
it was demonstrated how the gold sheets are attracted since the
positive charge was already changed to a negative one and this causes
the gold sheets to be attracted, it was also checked when the
electroscope is charged and produces a pulse in the ground contact
due to the load that leads it to induce that type of charge.
Keywords-- charge, electroscope, dielectric, conductor,
sheets, force, induction and contact.
I. INTRODUCCIÓN
El electroscopio el invento del médico físico inglés William
Gilbert en el año 1600 que tuvo como finalidad de profundizar
en los experimentos acerca de cargas eléctricas. El
instrumento se utiliza para conocer si un cuerpo tiene campos
eléctricos y conocer el signo que tiene este mismo. El primer
electroscopio llamado versorium estaba compuesto por una
aguja metálica la cual giraba de manera libre sobre un
pedestal, este diseño era muy similar al de una brújula
omitiendo el factor de la magnetización y que sus extremos si
eran diferenciables uno del otro incluyendo que un extremo
tenía carga positiva y la otra carga negativa.
Su mecanismo de acción constaba en las cargas inducidas
mediante inducción electrostática así al acercar un objeto
previamente cargado a uno de sus extremos se presenciará una
reacción de apuntar o de repeler al objeto con la aguja.
Al pasar el tiempo en el año 1782 el físico italiano Alessandro
Volta construyó un electroscopio de condensación el cual por
su sensibilidad podía detectar cargas eléctricas que su
antecesor era incapaz de detectar, pero el avance más
significativo se daría gracias al matemático astrónomo Johann
Gottlieb Friedrich von Bohnenberger quien invento el
electroscopio que usa láminas. Está compuesto por una varilla
metálica puesta de manera vertical que tiene una esfera en la
parte superior y en la parte inferior dos láminas de oro muy
delgadas. La varilla está sostenida por un cuerpo de vidrio en
la parte superior.
La función que nos da el electroscopio es el de conocer la
carga que tiene un cuerpo al ser aproximado a la esfera ya que
si las láminas presentan el fenómeno de repulsión nos da a
entender que el objeto y el electroscopio tienen la misma carga
EL Electroscopio
Autores: León, F. 1 Manrique, S2.
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 RESUMEN El electroscopio es un instrumento de medición que sirve para comprobar las cargas de las partículas, en el laboratorio su propósito era determinar los tipos de cargas a través de varios experimentos con la barra de ebonita que se cargaba al frotarla con un paño de lana, donde la barra en contacto con el electroscopio se demostraba los tipos de carga dado que se repelían las láminas de oro, obteniendo un ángulo de separación entre ellas. También se experimentó con una barra de vidrio cargada con una estufa y se repitió el mismo procedimiento para tener la demostración de las cargas con electroscopio y observa qué cargas se producían al contacto con la barra de vidrio. Se conectó otro electroscopio para demostrar los materiales que son conductores o dieléctricos y para ver su comportamiento cuando se conectan los dos electroscopios. Por ejemplo, cuando usamos un material conductor la carga en el otro electroscopio se refleja dado que la corriente eléctrica viaja a través del material conductor donde hace el reflejo de las cargas que suceden en el otro electroscopio. También se comprobó el mismo procedimiento con los dos electroscopios, pero esta vez con materiales dieléctricos como la madera o un pedazo de hilo y se comprobó que la carga se almacena en el electroscopio que este contacto con la carga. Se experimentó con la barra de ebonita y la vidrio con unos trozos de papel donde se deduce que la barra ebonita tiene más carga positiva dado que al momento de ponerla en contacto con el papel lo atrajo y en cambio la barra de vidrio no lo atrae si no repulso dado que tenían la misma carga. Se comprobó el contacto a tierra con el electroscopio y la barra de ebonita, donde se demostró como las láminas de oro se atraen dado que ya la carga positiva se cambió a una negativa y esto hace que se atraen las láminas de oro, también se comprobó cuando el electroscopio queda cargado y produce un pulso en el contacto a tierra debido a la carga que lo conduce a inducir ese tipo de carga. (Daniel Varela, 2016)

Palabras Clave — carga, electroscopio, dieléctrico, conductor,

láminas, fuerza, inducción y contacto. ABSTRACT The electroscope is a measuring instrument that serves to check the charges of the particles, in the laboratory its purpose was to determine the types of charges through several experiments with the ebonite bar that was charged when rubbed with a wool cloth, where the rod in contact with the electroscope showed the types of charge since the gold sheets were repelled, obtaining a separation angle between them. It was also experimented with a glass bar loaded with a stove and the same procedure was repeated to have the demonstration of the charges with an electroscope and observe what charges were produced on contact with the glass bar. Another electroscope was connected to demonstrate materials that are Primer Autor: aleon49@unisalle.edu.co, estudiante de Ingeniería Eléctrica– 42161149, Universidad de la Salle de Colombia. Segundo Autor: Smanrique61@unisalle.edu.co, estudiante de Ingeniería Industrial, – 47191029, Universidad de la Salle de Colombia. conductive or dielectric and to see their behavior when the two electroscopes are connected. For example, when we use a conductive material the charge in the other electroscope is reflected since the electric current travels through the conductive material where it reflects the charges that occur in the other electroscope. The same procedure was also checked with the two electroscopes, but this time with dielectric materials such as wood or a piece of wire and it was found that the charge is stored in the electroscope that is in contact with the charge. It was experimented with the ebonite bar and the glass with some pieces of paper where it is deduced that the ebonite bar has more positive charge since at the time of putting it in contact with the paper it attracted it and instead the glass bar does not attract it if I don't repulse because they had the same charge. The ground contact with the electroscope and the ebonite bar was checked, where it was demonstrated how the gold sheets are attracted since the positive charge was already changed to a negative one and this causes the gold sheets to be attracted, it was also checked when the electroscope is charged and produces a pulse in the ground contact due to the load that leads it to induce that type of charge.

Keywords-- charge, electroscope, dielectric, conductor,

sheets, force, induction and contact. I. INTRODUCCIÓN El electroscopio el invento del médico físico inglés William Gilbert en el año 1600 que tuvo como finalidad de profundizar en los experimentos acerca de cargas eléctricas. El instrumento se utiliza para conocer si un cuerpo tiene campos eléctricos y conocer el signo que tiene este mismo. El primer electroscopio llamado versorium estaba compuesto por una aguja metálica la cual giraba de manera libre sobre un pedestal, este diseño era muy similar al de una brújula omitiendo el factor de la magnetización y que sus extremos si eran diferenciables uno del otro incluyendo que un extremo tenía carga positiva y la otra carga negativa. Su mecanismo de acción constaba en las cargas inducidas mediante inducción electrostática así al acercar un objeto previamente cargado a uno de sus extremos se presenciará una reacción de apuntar o de repeler al objeto con la aguja. Al pasar el tiempo en el año 1782 el físico italiano Alessandro Volta construyó un electroscopio de condensación el cual por su sensibilidad podía detectar cargas eléctricas que su antecesor era incapaz de detectar, pero el avance más significativo se daría gracias al matemático astrónomo Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger quien invento el electroscopio que usa láminas. Está compuesto por una varilla metálica puesta de manera vertical que tiene una esfera en la parte superior y en la parte inferior dos láminas de oro muy delgadas. La varilla está sostenida por un cuerpo de vidrio en la parte superior. La función que nos da el electroscopio es el de conocer la carga que tiene un cuerpo al ser aproximado a la esfera ya que si las láminas presentan el fenómeno de repulsión nos da a entender que el objeto y el electroscopio tienen la misma carga

EL Electroscopio

Autores: León, F. 1 Manrique, S^2.

en el caso contrario de que se dé el fenómeno de atracción en las láminas se da a entender que el objeto tiene una carga distinta a la del electroscopio. (Torres, 2017) II.MARCO TEÓRICO Materia La materia está formada a base de átomos estos se encuentran cargas positivas + (protones), negativas - (electrones) y cargas neutras (neutrones), lo cual hace que el átomo pierde electrones este queda cargado positivamente y si gana electrones queda cargado negativamente. Por medio del frotamiento se puede ganar o perder electrones, ya que hay materiales que debido a sus propiedades eléctricas pueden ser materiales conductores o aislantes. (autores, 2013) Origen de las cargas El científico, político e inventor Benjamín Franklin explica que luego de varias observaciones experimentales, descubrió que cuando dos cuerpos son frotados si uno de ellos se electrifica con una carga positiva necesariamente el otro adquiere una carga negativa para justificar este suceso se formuló la teoría de que estos fenómenos se dan gracias a que existe un fluido eléctrico que se transmite de un cuerpo a otro. Las maneras en las que se pueden cargar un cuerpo son: (autores, 2013) Carga por frotamiento Esta se caracteriza por crear cuerpos electrizados de cargas opuestas. Esto se debe a que los materiales frotados tienen diferente capacidad para retener y entregar electrones en donde cada vez que se tocan, algunos electrones pasan de una superficie a otra. (autores, 2013) Carga por inducción Esta se dé cuando un cuerpo que posee una carga eléctrica se aproxima a otro que está neutro que causa una redistribución de las cargas donde crea repulsión creadas por el material cargado y en el cuerpo neutro un reordenamiento debido a la cercanía que este tiene con el cuerpo cargado todo este proceso de carga se hace sin un contacto directo con el cuerpo. Carga por contacto Consiste en cargar un cuerpo poniéndolo al contacto con otro previamente cargado. Aquí veremos una transferencia de electrones libres partiendo del cuerpo que tiene la mayor cantidad de carga hacia el que posea menor cantidad donde se mantienen en constante flujo hasta que la magnitud de la carga

sea igual en ambos cuerpos. (olapez, 2017)

III. MATERIALES Y MÉTODOS.

los propósitos de la práctica es observar la presencia de la fuerza entre cargas eléctricas, donde se deduce experimentalmente que hay dos tipos de cargas (positiva y negativa), donde se observa la diferencia de los comportamientos de los materiales dispuestos para la práctica donde se deduce si son conductores, aislantes y dieléctricos. En la práctica se experimentó con el electroscopio es un instrumento de medición que sirve para detectar las cargas eléctricas de las fuerzas aplicadas al instrumento, donde se puede observar las propiedades de las cargas. En la práctica consiste de cargar varios elementos por ejemplo una barra de ebonita y una barra de vidrio, donde se demostró el comportamiento de las láminas de oro en electroscopio se atraían o repelían por el contacto de fuerzas o inducción, donde también se experimentó con otro electroscopio para inducir las cargas y demostrar que materiales son dieléctricos o conductores para demostrar la inducción a través de cargas y demostrar que cargas tiene las fuerzas aplicadas al electroscopio. (Daniel Varela, 2016) IV. RESULTADOS Y ANALISIS Con los trapos de lana o de paño se frotó la barra de ebonita donde se puso en contacto con unos trozos de papel para ver el efecto y efectivamente se demostró cómo se atraen las cargas como se muestra en la figura 1. Figura 1: barra de ebonita con los trozos de papel.

FUENTE. León, F. 1 Manrique, S^2.

luego se hizo el mismo procedimiento con una barra de vidrio cargada en una estufa donde se demostró que estas dos cargas son de la misma carga dado que se repelen al contacto como se muestra en la figura 2.

Figura 6: la barra de ebonita con el contacto a tierra sin contacto en el electroscopio.

FUENTE. León, F. 1 Manrique, S^2.

Se cargó la cabeza del electroscopio con las dos barras, donde se observó que tiene la misma demostración que el contacto a tierra dado que las dos barras a estar cargadas eliminan la carga dado que se fusionan en una y esto hace que las láminas de oro se atraen y no hay ángulo de separación como se muestra en la figura 7. Figura 7: los dos barras sin el contacto de electroscopio.

FUENTE. León, F. 1 Manrique, S^2.

Se experimentó una carga por inducción donde se cargó la barra ebonita y la de vidrio, donde se puso un contacto a tierra, donde se demostró que el electroscopio quedo cargado dado que sentimos un pulso en el contacto a tierra como un pulso esto es debido que al contacto de tierra hace un efecto de corriente eléctrica, donde produce ese efecto de pulso que sentimos como si fuera corrientazo como se muestra en la figura 8. Figura 8: la barra de ebonita con el contacto a tierra por inducción.

FUENTE. León, F. 1 Manrique, S^2.

se unió los dos electroscopios con un cable de alambre donde se comprobó los materiales de conducción y se dedujo que los materiales de conducción conducen la corriente eléctrica y esto hace que el efecto de cargas en los dos electroscopios de la relación entre las láminas de oro y se observa el ángulo de inclinación de separación entre las láminas de oro, como se muestra en la figura 9. Figura 9: barra de ebonita con el cable de alambre de inducción para los dos electroscopios.

FUENTE. León, F. 1 Manrique, S^2.

Se cambió el alambre por otros materiales como la pita o un palo de madera, y se dedujo que al no ser un material conductor si no un material dieléctrico la corriente no fluye y se queda en el primer electroscopio esto sucede que el material que une a los dos electroscopios no es un conductor entonces la corriente eléctrica se queda en un punto hasta que se retira la barra o se pone un contacto tierra, esto se demuestra en la figura 10 y 11.

Figura 10: barra de ebonita con el hilo por inducción con los electroscopios.

FUENTE. León, F. 1 Manrique, S^2.

Figura 11: la barra de ebonita con el palo de madera por inducción con los dos electroscopios.

FUENTE. León, F. 1 Manrique, S^2.

V. CONCLUSIONES

Entre más cerca esté el objeto cargado a la cabeza del electroscopio, mayor es la fuerza que se ejerce entre los electrones del objeto, por lo tanto, se hace más fácil para la vista observar una mayor fuerza de repulsión o de atracción entre las láminas de oro todo dependiendo de la carga que posee el objeto acercado al electroscopio. Al frotar dos cuerpos que en este caso la carga se origina a base del frotamiento donde la barra de ebonita obtuvo una carga positiva y la barra de vidrio obtuvo una carga negativa debido a la clase de material en este caso el vidrio es un material más duradero, sirve de aislante y generalmente atrae electrones todo lo contrario a la barra de ebonita que generalmente pierden electrones. Se observa el fenómeno que ocurre cuando se frotan dos cuerpos donde uno a la final le cede electrones al otro, el cuerpo al recibir esos electrones se carga negativamente debido a que se considera que tiene exceso de electrones mientras que el otro si presenta un déficit de ellos adquiere una carga positivamente. (Daniel Varela, 2016) VI. REFERENCIAS [1] autores, V. (25 de mayo de 2013). hiru.eus. Obtenido de https://www.hiru.eus/es/fisica/la-carga-electrica-ley- de-coulomb [2] Daniel Varela, M. B. (2016). Guia para practicas experimentales de fisica: Electricidad y Magnetismo. Bogota: Universidad de la Salle. [3] olapez, F. (15 de junio de 2017). Prezi. Obtenido de https://prezi.com/ido2_xqem_9n/cargas-por- induccion-ficcion-y-contacto/ [4] Torres, J. (24 de septiembre de 2017). Electroscopio: Historia, Cómo Funciona, Para Qué Sirve. Obtenido de https://www.lifeder.com/electroscopio/