martes, 1 de abril de 2008

“Electrización por Frotamiento”

INTRODUCCIÓN

Cuando las condiciones son propicias, al frotar dos objetos entre sí, estos adquieren una carga eléctrica; es decir, se electrizan.

La electrización es uno de los fenómenos que estudia la electrostática, la cual trata sobre los fenómenos relacionados con cargas eléctricas en reposo.

Los fenómenos eléctricos han sido estudiados por el hombre desde la antigüedad, se le atribuye a Tales de Mileto el descubrimiento de la electrificación por frotamiento entre un trozo de ámbar y un trozo de piel; pero no son éstos los únicos materiales que pueden adquirir una carga eléctrica. En un clima seco, al frotar un pedazo de plástico en el cabello se escucha un chasquido y se observan pequeñas chispas, las cuales son diminutas descargas eléctricas.

Benjamín Franklin, mediante sus experimentos en electrostática, demostró que cualquier material que se encuentre con carga eléctrica es capaz de ejercer una atracción sobre pequeños pedazos de papel; y estableció que al frotar dos cuerpos uno de ellos se electriza positivamente, en tanto que el otro se electriza negativamente. De estos razonamientos dedujo que existen dos tipos de cargas eléctricas, las que llamó positivas (vítreas) y negativas (resinosas).

Toda la materia está formada por moléculas, las cuales, a su vez, se componen de átomos, y éstos están constituidos por partículas subatómicas que poseen carga eléctrica; así, los protones contienen una carga positiva, mientras que los electrones la poseen negativa.

Un átomo en condiciones normales es eléctricamente neutro, ya que posee la misma cantidad de cargas positivas y negativas. Cuando se provoca un desequilibrio en las cargas de un átomo se produce un ion, si el átomo pierde una o algunas de sus cargas positivas adquiere carga negativa, si contrariamente el átomo pierde electrones quedará con un número mayor de cargas positivas, por lo que formará un ion positivo. Resumiendo lo anterior, un ion se forma cuando un átomo presenta desigualdad entre el número de cargas eléctricas, esto es, cuando está electrizado.

El frotamiento, el contacto y la inducción son tres de las formas más empleadas para electrizar un cuerpo.

La electrización por frotamiento se obtiene cuando dos cuerpos de diferente material son frotados entre sí; por ejemplo: cuando se frota una varilla de vidrio en un pedazo de seda.

Graphics

El vidrio adquiere una carga eléctrica positiva al perder un determinado número de cargas negativas (electrones); estas cargas negativas son atraídas por la seda, con lo cual se satura de cargas negativas. Al quedar cargados eléctricamente ambos cuerpos, ejercen una influencia eléctrica en una zona determinada que depende de la cantidad de carga ganada o perdida, dicha zona se llama campo eléctrico.

OBJETIVO

Reproducir la experiencia de Thales de Mileto con objetos comunes para demostrar la electrización mediente frotamiento.

MATERIALES

  • Un bolígrafo de plástico

  • Paño de algodón

  • Trozos pequeños de papel.

PROCEDIMIENTO

  • Sostener el bolígrafo por un extremo

  • Frotar el otro extremo con el paño de algodón rápidamente

  • Aproximar el extremo frotado a los pequeños trozos de papel

  • Observar que sucede.

ANALISIS (OBSERVACIONES)

Al frotar el bolígrafo con el paño, este se caliente por la fricción. Según Benjamín Franklin la fricción ayuda en el intercambio de electrones. Los pequeños trozos de papel son atraidos hacia el extremo frotado del boligrafo. Después de un momento, estos se desprenden.

CONCLUSIÓN

La electrización por frotamiento se explica del siguiente modo. Por efecto de la fricción, los electrones externos de los átomos del paño de algodón son liberados y cedidos al boligrafo plástico, con lo cual éste queda cargado negativamente y el paño positivamente. En términos análogos puede explicarse la electrización del trozo de ambar por el trozo de piel.

En cualquiera de estos fenómenos se pierden o se ganan electrones, pero el número de electrones cedidos por uno de los cuerpos en contacto es igual al número de electrones aceptado por el otro, de ahí que en conjunto no hay producción ni destrucción de carga eléctrica. Esta es la explicación del principio de conservación de la carga eléctrica formulado por Benjamín Franklin con anterioridad basado en observaciones sencillas.

BIBLIOGRAFIA