Tenemos dos
globos inflados unidos con una cuerda. Los cargamos por frotamiento con un
trapo o un jersey para que se carguen ambos globos con la misma carga, por lo
que al soltarlos, se repele.
NOTA: observamos que si estamos muy cerca de los
globos, el experimento no funciona porque el globo tiende a descargarse con el
cuerpo más cercano posible.
Hipótesis:
Cuando cargamos dos globos con el mismo material y a la vez, quedan cargados de la misma manera y en la misma medida aproximadamente, por lo que se repelerán.
Una vez realizado el experimento comprobamos que nuestra hipótesis es cierta, pero que no debemos acercarnos a los globos, porque tienden a descargarse para volver a ser neutros, con nuestro cuerpo, que está unido a tierra.
Para las
experiencias siguientes, utilizamos un Van der Graaff, que es un aparato
electrostático que utiliza una cinta móvil para acumular electrones en una
esfera de metal hueca, por lo que la carga siempre está en el exterior. Nosotros
utilizaremos un Van der Graaff de 125 V.
El Van der
Graaff y un péndulo.
Colocamos el
Van der Graaff y el péndulo a una distancia pequeña y enchufamos el Van der
Graaff para que la esfera se cargue negativamente (cuando las tiras de papel
están erguidas). Podemos comprobar que el péndulo se balancea (atraída por
inducción) hasta que toca una vez a la esfera del Van der Graaff y queda
cargada negativamente. Se supone que, debido al movimiento de péndulo, la bola tocará otra vez el Van der Graaff, sin embargo, tras el contacto esta no volverá a tocar el aparato
porque ambos tienen la misma carga y se repelen. Al apagar y descargar el Van
der Graff, la esfera vuelve a tocar el Van der Graaff, pues ya no hay fuerza de
repulsión.
NOTA: si se
deja mucho tiempo el experimento, la bola adquiere una velocidad superior a la
que es capaz de frenar la fuerza de repulsión y toca la esfera del Van der
Graaff.
El Van der
Graaff, un conductor y un péndulo.
Ahora colocamos
entre el péndulo y el Van der Graaff un conductor a pequeña distancia de ambos,
sin que haya contacto. Encendemos el Van der Graaff y la esfera se carga negativamente;
sus cargas pasan por inducción al conductor, el cual también por inducción, provoca
el movimiento del péndulo. En un momento el péndulo toca el conductor y queda
cargado negativamente, provocando la situación de la experiencia anterior, es decir,
la repulsión entre el péndulo y el conductor, hasta que apaguemos el Van der
Graaff y descarguemos el conductor.
Es un generador
electrostático cuyo funcionamiento es muy sencillo. Se basa en la electrización
por frotamiento y por inducción. En su movimiento de rotación, se electrizan
positivamente el platillo de vidrio, y negativamente las almohadillas; pero
como éstas comunican con el suelo por los pies de madera, en los cuales se
hallan clavadas, pierden su electricidad al mismo tiempo que se produce. La carga
positiva del platillo ejerce su influencia sobre los conductores, y atrae la carga
negativa que, al desprenderse por las puntas, va a combinarse con la positiva
del vidrio, por lo que la anula. Los conductores que pierden así su
electricidad negativa, quedan electrizados positivamente. Por tanto, el
platillo adquiere la carga negativa de los conductores. Por eso, al acercar la
mano, salta una chispa, pues la mano tiene carga negativa y el aparato Ramsden
carga positiva.
En esta
experiencia comprobamos que está cargado cuando los papeles están rectos, y se
descargan al acercarles la mano. También comprobamos que el cuerpo humano es
conductor y que la carga se transmitía de unos a otros.
Frotamos una
plancha de plástico con la piel de gato. Muchos de los electrones de la piel de
gato pasan al plástico por lo que queda cargado negativamente. A continuación,
colocamos el electróforo sobre dicha plancha y algunos de esos electrones pasan
al electróforo, quedando en su superficie. Lo tocamos con el dedo, lo que
provoca que los electrones pasen por nuestro cuerpo a tierra y quede cargado
positivamente el electróforo. Al acercar el electróforo cargado positivamente a
un electroscopio, vemos que las dos láminas de aluminio se separan, pues ambas
se cargan con cargas positivas y se repelen.
Hipótesis:
En un primer momento, se carga la superficie del electróforo mediante fricción por rozamiento, quedando cargada negativamente. Pero si tocamos con el dedo, la carga pasará a través de nosotros a tierra, y su potencial, que era negativo, se igualará quedanado en 0.
A continuación, acercamos el electróforo al electroscopio, y viendo que el primero no está cargado, no debería pasar nada.
Vemos que al contrario de lo que pensábamos, las dos placas metálicas del electroscopio se separan.
¿Qué ha pasado?
La explicación se debe a que la carga que posee el electroscopio genera por inducción una carga eléctrica en el electróforo, distribuyendo sobre las dos láminas metálicas la misma carga eléctrica y generando por tanto una repulsión entre ellas.
Este aparato es
un generador electrostático compuesto de dos discos que crea cargas eléctricas
por inducción mediante el rozamiento del metal de estos dos discos con dos
peines de metal situados cerca de la superficie de cada disco.
En esta
experiencia hemos conectado estos peines con dos pares de condensadores
electrostáticos, primeramente en paralelo y después en serie para comprobar en
cuál de ellos había mayor resistencia.
Circuito en paralelo.
Circuito en serie.
El resultado
final (se muestra a continuación) es que esta resistencia es menor en paralelo
que en serie al igual que pasa con la corriente eléctrica. Esto es así ya que
moviendo el generador a la misma velocidad aparecen chispas solo cuando está en
paralelo.
Encendemos una
mecha y la metemos rápidamente en un matraz Erlenmeyer y un cable conductor. Se
aprecia entonces que el matraz se llena de humo. Seguidamente lo aislamos
tapándolo con un corcho que está atravesado por cable. Concectamos estos dos
cables a un aparto Wimshurst que proporciona corriente eléctrica. Entonces el
humo que hay dentro del matraz se ioniza y se repele a sí mismo por lo que el
humo se expande hasta las paredes del matraz y deja de ser tan visible.
Al comenzar este experimento partimos del supuesto que las aspas del molinillo no girarán, pues no hay viento ni ninguna otra fuerza que pueda hacerlo girar.
Para realizar el experimento preparamos un aparato Wimshurst y lo conectamos su borne positivo con el molinillo eléctrico . A
continuación hacemos girar el Wimshurst para producir una corriente eléctrica,
que pasará a la varilla y de ahí a las aspas del molinillo. Observamos que el
molinillo comienza a girar porque en la punta de sus aspas se acumula una gran
cantidad de cationes y se crea un intenso campo que ioniza el aire.
Los iones
negativos del aire son atraídos hacia la punta para intentar neutralizar lo
cationes que se encuentran en esta y los cationes del aire son repelidos
generando el viento iónico que impulsa el molinillo. El sentido en el que gire
será el contrario al que estén dirigidas las puntas del molinillo.
Por lo tanto, al realizar el experimento observamos que el molinillo sí que era movido por un viento, el viento iónico que se formaba en la punta de las aspas. También hemos obtenido otra conclusión; el aire se ioniza y, consecuentemente, se convierte en
conductor.