Mencione tres materiales que sean buenos conductores de la electricidad. Mencione las formas de electrizar a los cuerpos y explíquelas:

Transcripción

1 PRACTICA DE LABORATORIO No 7 ELECTROSTATICA COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS EN EL AREA EXPERIMENTAL: Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos. COMPETENCIA ESPECIFICA: Explica las leyes de la electricidad y valora la importancia que tiene en nuestros días. Reconoce los conceptos de: carga eléctrica, conservación de la carga, Ley de Coulomb, conductores y aisladores, carga por frotamiento o fricción, cargas por contacto e inducción, fuerzas de atracción o repulsión de las cargas, campo eléctrico, energía potencial eléctrico, y potencial eléctrico Explica la forma en que los cuerpos se cargan eléctricamente. Identifica conceptos básicos de electrostática. Comprende el comportamiento de las cargas eléctricas de acuerdo a la ley de Coulomb. Emplea conceptos de electrostática para explicar cargas eléctricas, fuerzas que se ejercen sobre ellas y su comportamiento en los materiales. OBJETIVOS: Investiga y Contesta correctamente Qué es la electrostática? Mencione tres materiales que sean buenos conductores de la electricidad Mencione tres materiales que sean buenos aislantes Mencione las formas de electrizar a los cuerpos y explíquelas: Con base a lo anterior redacta los objetivos de la práctica: INTRODUCCION: Todos los elementos de la naturaleza están compuestos de átomos y una de las partículas principales de todos los átomos son los electrones, los cuales se pueden desplazar de un átomo a otro, incluso entre materiales diferentes, formando "corrientes eléctricas" que recorren miles de kilómetros por segundo. La unidad para medir la corriente eléctrica es el "amperio", que equivale aproximadamente a un flujo de 6 250, , ,000 (6.25 x ) electrones cada segundo. Materiales conductores y aislantes: Todos los materiales conocidos, en mayor o menor grado, permiten el flujo de la corriente eléctrica a través de ellos, sin embargo, en todos los casos, también presentan una "resistencia" (o impedancia) al paso de dicha corriente. Mientras menos resistencia eléctrica presente un material, se considera un mejor conductor y mientras más resistencia presente será un mejor aislante (Pérez, 2003). Los mejores conductores de electricidad son los metales como el oro, la plata, el cobre o el aluminio y los mejores aislantes son el vidrio, la mica y algunos materiales sintéticos, por ejemplo el PVC. Entre los dos extremos están todos los otros materiales que conocemos y su conductividad o resistencia puede variar dependiendo de muchas condiciones. Por ejemplo, el agua salada es mucho mejor conductor que el agua pura, la arcilla es mejor conductor que la arena o el concreto, la madera es mejor conductora cuando está verde que cuando está seca, y la piel humana es mejor conductora cuando está húmeda. El silicio, al igual que algunos otros elementos conocidos como "semiconductores", varía su resistencia al aplicarle pequeñas señales eléctricas, lo cual ha permitido crear toda la industria electrónica moderna (Wilson, 1996). Hay muchos fenómenos físicos y químicos que incitan la formación de corrientes eléctricas. La forma más elemental de generar electricidad estática es frotando determinados materiales: por ejemplo, al frotar un peine de plástico con un paño, o nuestro cuerpo con ciertos vestidos o tapetes, o al rozar el viento seco y frío el automóvil en que viajamos. En cada caso, el peine, nuestro cuerpo o el automóvil se van cargando lentamente con electricidad estática, superando el "nivel normal" de la superficie terrestre o de los objetos circundantes. Debido a que ningún átomo se puede quedar sin electrones ni soportar más de los que le corresponden, la corriente eléctrica siempre tiende a circular. Si no existe ninguna fuerza externa (voltaje) que impulse a los electrones o si éstos no tienen un camino para regresar y completar el circuito, la corriente eléctrica simplemente "no circula". La única excepción al 31

2 movimiento circular de la corriente la constituye la electricidad estática, que consiste en el desplazamiento o la acumulación de partículas (iones) de ciertos materiales que tienen la capacidad de almacenar una carga eléctrica positiva o negativa (Tippens, 2001). Finalmente, podemos enunciar la Ley de Coulomb. La fuerza eléctrica de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales q 1 y q 2, es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia r que las separa (Pérez, 2003). MATERIAL 1 Barra de vidrio. 1 Barra de acrílico. 1 Péndulo eléctrico 1 Barra de ebonita. 1 Piel de conejo o gato. 1 Tela de lana. 1 Tela de seda. 1 Hoja de papel 1 Electroscopio de hojas. Material que traerá cada equipo de trabajo: 3 globos 1 regla o un peine de plástico DESARROLLO EXPERIMENTAL Y RESULTADOS: NOTA IMPORTANTE: Repita los experimentos varias veces para garantizar la obtención de las observaciones de los fenómenos. Tal vez tenga que frotar las barras enérgicamente para cargarlas, especialmente las de vidrio. EXPERIMENTO 1 1. Frote la barra de ebonita, con la piel y aproxímelas a pedazos de papel. Registre sus observaciones. Fig Frote la barra de ebonita en la tela de lana o piel para cargarla eléctricamente y acérquela Soporte a la esfera del péndulo, pero sin tocarla, como se muestra en la figura (Fig. 1-1.). Vigile el comportamiento y registre sus observaciones. 3. Toque la esfera con su dedo para quitar cualquier carga que pueda tener. Frote de nuevo la barra de ebonita ahora con la tela de seda y deje, después acerque la barra cargada, a la esfera del péndulo, observe el comportamiento y registre sus observaciones. Barra de ebonita 4. Repita las dos experiencias anteriores Barra de vidrio utilizando la barra de vidrio y después la de acrílico. Anote sus observaciones. 5. Toque la esfera con su dedo para quitar cualquier carga que pueda tener. Frote de nuevo la barra de ebonita ahora con la tela de seda y deje, después acerque la barra cargada, a la esfera del péndulo, observe el comportamiento y registre sus observaciones. 6. Repita las dos experiencias anteriores utilizando la barra de vidrio y después la de acrílico. Anote sus observaciones. 32

3 BARRA Papel Ebonita Lana Seda Péndulo Lana Seda Acrílico Vidrio EXPERIMENTO 2 1. Frote la barra de ebonita con la tela de lana o piel. Póngala suavemente en contacto con la pared superior del electroscopio como en la figura del electroscopio. Éste se encuentra ahora cargado negativamente. Observe qué cambios ocurren en las hojas y registre sus observaciones. Barra de ebonita Electroscopio 2. Repita el paso anterior con las barras de vidrio y acrílico y anote sus observaciones. BARRA Ebonita Observaciones Acrílico Vidrio EXPERIMENTO 3 1. Frote un globo inflado con el paño de lana y acérquelo a la pared para que se pegue. Explique por qué se queda pegado. 2. Frota dos globos inflados con el paño de lana, atados a un cordón y sosténgalos a una misma altura y juntos. Al soltarlos observe si se quedan pegados o se separan, anote sus observaciones y por qué sucede. 3. Frote el peine o la regla y acérquelo a pedacitos de papel. Vuelva a frotar el peine y acérquelo al chorro delgado del agua de la llave. Anote qué sucede en ambos casos. 33

4 OBSERVACIONES Globo/ pared Globo con globo Plástico y papel Plástico y chorro de agua EXPERIMENTOS ADICIONALES 1. Utilizando una lata de aluminio de refresco vacía y un globo comprueba las leyes de la atracción de las cargas. Describe tus observaciones. 2. Que otras actividades puedes realizar y con qué materiales lo harias, para demostrar las formas de cargas eléctricamente los cuerpos. 34

5 CONCLUSIONES: 1. Se alcanzaron los objetivos de la práctica? Explique. 2. Qué diferencias encontró al cargar las barras de ebonita, acrílico y vidrio? Explique: 3. Que material es más conductor que el otro. Porque? 4. Cuál de los materiales de las barras puedes decir que es un aislante. Explique: 5. Que te llamo más la atención de los experimentos? Que propondrías de mejora. 6. Consideras que esta práctica es importante en tu formación académica. Justifica tu respuesta. MATRIZ DE EVALUACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL HABILIDADES CRITERIOS NIVEL DE LOGRO PUNTAJE absoluto (A) (0-2) medio (M) Sin logro(s) Identificación del objetivo Identificación del objetivo Diseño experimental Seguimiento de instrucciones Desarrollo del experimento Análisis de resultadospresentación de datos Elaboración de conclusiones Evaluación Interpretación de resultados Elaboración de conclusiones Cumplimiento de objetivos Identificación de errores Mejoras o cambios TOTAL OBSERVACIONES 35