PREVIO ELECTRICIDAD.

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El campo eléctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella región del espacio en donde se dejan sentir sus efectos. Así, si en un punto cualquiera del espacio en donde está definido un campo eléctrico se coloca una carga de prueba o carga testigo, se observará la aparición de fuerzas eléctricas, es decir, de atracciones o de repulsiones sobre ella.

8. ¿Cómo se puede determinar si existe un campo eléctrico en una región del espacio?

Para comprobar si en una región del espacio existe un Campo Eléctrico, utilizamos una carga qo de prueba y ésta carga deberá experimentar una fuerza.

Como sabemos, la presencia de carga eléctrica en una región del espacio modifica las características de dicho espacio dando lugar a un campo eléctrico. Así pues, podemos considerar un campo eléctrico como una región del espacio cuyas propiedades han sido modificadas por la presencia de una carga eléctrica, de tal modo que al introducir en dicho campo eléctrico una nueva carga eléctrica, esta experimentará una fuerza.

9. ¿Cuál es la característica de un material llamado conductor y de uno llamado aislante?

La corriente eléctrica puede fluir a través de un cuerpo, sin embargo, todos los materiales tienen diferentes capacidades para permitir este flujo de corriente, es decir, conductividad, de aquí que se hable de conductores y de aislantes. La diferencia entre los materiales que son buenos conductores de electricidad y los que no, radica en la movilidad relativa de la carga dentro de ese material.

Un material conductor permite el flujo de corriente eléctrica a través de él; es decir, la carga introducida fluye libremente y se redistribuye. Por lo general, los materiales que son buenos conductores de calor, lo son de electricidad; en ese sentido, los metales (como el cobre, el oro, la plata, el aluminio, etc.) son buenos conductores.

Por otra parte, a los materiales que cuentan con poca capacidad conductiva, es decir, aquéllos en cuyo interior las cargas eléctricas fluyen con una movilidad limitada, se les denomina aislantes. Ejemplos de este tipo de materiales son el corcho, el plástico, la baquelita, la madera, etc. Cuando un aislante recibe una carga, la retiene, confinándola en cualquier parte de la región localizada en la cual se produjo.

10. ¿Cómo funciona la jaula de Faraday?

El funcionamiento de la jaula de Faraday se basa en las propiedades de un conductor en equilibrio electrostático. Cuando la caja metálica se coloca en presencia de un campo eléctrico externo, las cargas positivas se quedan en las posiciones de la red; los electrones, sin embargo, que en un metal son libres, empiezan a moverse. Como la carga del electrón es negativa, los electrones se mueven en sentido contrario al campo eléctrico y, aunque la carga total del conductor es cero, uno de los lados de la caja (en el que se acumulan los electrones) se queda con un exceso de carga negativa, mientras que el otro lado queda con un defecto de electrones (carga positiva). Este desplazamiento de las cargas hace que en el interior de la caja se cree un campo eléctrico de sentido contrario al campo externo. Como en el interior de la caja no hay campo, ninguna carga puede atravesarla.

11. ¿Qué es el potencial eléctrico?

El potencial eléctrico o potencial electrostático en un punto, es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva desde dicho punto hasta el punto de referencia,1 dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga positiva unitaria q desde el punto de referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica a velocidad constante.

12. ¿Cómo afecta la humedad en el aire a la retención de la carga eléctrica en los conductores?

El agua está compuesta por moléculas polares, y debido a que un conductor es un cuerpo que distribuye carga eléctrica por toda su superficie, al entrar en contacto con el aire húmedo, parte de esta carga es atraída por las moléculas de agua, pues estas tienen un polo positivo y otro negativo; así que al "robarle" carga al conductor, la humedad del aire hace que éste sea menos efectivo (lo descarga).

Materiales

Dos barras de ebonita Dos pedazos de piel Dos barras de plástico

Dos pedazos de polietileno Una barra de vidrio

Nota: adicionalmente se puede emplear franela o seda.

Equipo

Un soporte

Un electroscopio (electrómetro) Un generador de Van de Graff

Una Cuba electrostática. (Recipiente plástico de fondo plano de cualquier forma palangana-)

Dos barras metálicas con mango aislante Una barra metálica pequeña.

Una Jaula de Faraday

Un vaso de precipitados de 250 mililitros.

Una esferita pequeña forrada de papel aluminio

Equipo proporcionado por el alumno

Como sugerencia, se recomienda al estudiante que lleve un equipo para tomar fotografías:

Cámara fotográfica o teléfono celular.

Material Proporcionado por el Alumno

3 m de alambre para conexión de teléfono (calibre 26)

2 m de alambre de cobre del No 14 para hacer diferentes figuras Aceite polish (aceite dieléctrico)

Cinta adhesiva Semillas de pasto

2 hojas de papel milimétrico

Marco Teórico

La electrostática es la rama de la física que estudia los fenómenos producidos por distribuciones de cargas eléctricas, esto es, el campo electrostático de un cuerpo cargado.

Históricamente, la electrostática fue la rama del electromagnetismo que primero se desarrolló. Con la postulación de la Ley de Coulomb fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir del siglo XVII, y ya en la segunda