Práctico: Cero

Asignatura:	Taller Experimental
Tema:	Popurrí de experimentos (conjunto de experimentos) sobre electricidad y electromagnetismo.
Fecha:	15- mayo del 2012

El popurrí de experimentos expuestos por el profesor tuvo el objetivo de mostrar a los estudiantes de profesorado de Física II, como podemos motivar el trabajo dirigido  a los estudiantes de secundaria principalmente en grupos de 4to y 6to año sobre los tópicos que contienen  electricidad y electromagnetismo dentro del programa,  este tipo de actividad permite que tengan un interés mayor  en investigar sobre ciencia, estos son ejemplos como empezar un tema, trabajar con un popurrí de experimentos como ejemplos para demostrar fenómenos físicos.

Para el inicio de los experimentos se empezó con Electroestática, estos son más motivadores, más próximos a nuestra experiencia cotidiana.

Ø  1eros experimentos electrostáticos:

(Cumplen con la 1ra ley de Gauss y de Coulomb)

Tomamos  una varilla de plástico y un pendulito electroestático, es una pelotita de papel de aluminio que se le colgó con un hilo, está colgada  en un soporte aislado.

Se frota una varilla de plástico, al frotar estamos cargando tanto el plástico como el caño, en el proceso estamos consiguiendo que una parte quede cargada con un signo y la otra con otro signo,  cargamos la varilla y luego la aproximamos a la pelota de aluminio, podemos observar que  primero lo atrae y luego lo repele, son dos procesos distintos, la primera parte de atracción es inducción (fenómenos para cargar objetos) y después el contacto es otro proceso (cuando la esfera de aluminio toca el plástico hay intercambio de cargas  por contacto, . Se puede hacer con varilla de plástico, vidrio. Etc.

Las cargas se acumulan en una superficie conductora, y el conductor cumple con el principio de inducción, puede haber interacción entre  aislantes, a ese fenómeno se lo llama polarización.

Otros ejemplos electroestáticos:

Con el globo y la varilla, se frota la varilla y se la aproxima al globo, no hay repulsión porque el proceso se debe a un fenómeno de polarización, pero igual hay  atracción.

• Otro ejemplo podemos observar cuando frotamos el globo (en la cabeza o en el buzo), y se pega en la pared de madera, vidrio, pizarrón. Carga el globo por rozamiento. La vela y la varilla de plástico.

El chorro de agua laminar con el globo, se frota el globo en el buzo, el agua está cargada (por la cañería se mueve)

Para analizar los fenómenos electroestáticos casi siempre se utiliza un electroscopio, es básicamente  un pedacito de papel de aluminio colgado de un cablecito dentro de un frasco de vidrio o puede ser cualquier superficie que lo aislé con una latita arriba.

El objetivo de este dispositivo es evitar los movimientos con el aire para que este afecte lo menos posible,  si nosotros acercamos un objeto cargado a esta superficie las láminas de aluminio se abren.

Este fenómeno se debe al proceso de inducción, Al estar el electroscopio descargado (tiene igual cantidad de cargas positivas que negativas uniformemente distribuidas) las laminas están juntas. Al acercar la barra frotada (sin tocar el electroscopio) se orientan las cargas  y al concentrarse en las laminas cargas del mismo signo, las laminas se abren.

Manteniendo la barra frotada cerca del electroscopio y tocando con un dedo la esfera del mismo, las cargas de las láminas como tienden a alejarse lo más posible de la barra cargada, van a tierra; por lo tanto, las láminas se juntan al quedar sin cargas (figura 28b).

Retirando la conexión a tierra y quitando la barra, las cargas de la esfera tratan de alejarse unas de las otras, produciendo la separación de las láminas. Queda así el electroscopio cargado con cargas de signo contrario al de la barra acercada. Puede entonces afirmarse que por inducción, un cuerpo se carga con cargas contrarias a las del cuerpo inductor. 

Otro ejemplo electroestático:

Se puede conseguir por un fenómeno menos conocido por el gran público pero más usado por todos, los encendedores a presión que son eléctricos, tienen adentro una piedrita de cuarzo, y el cuarzo es un material piezoeléctrico, producen electricidad a partir de la presión, si cambiamos la presión de un pedazo de cuarzo este produce una chispa eléctrica. (de la misma forma funciona un encendedor)

Acá dentro hay un martillito y una piedrita de cuarzo, si apretamos este produce una chispa eléctrica. La chispa eléctrica se produce  debido a la diferencia potencial conseguida al apretar la pieza de cuarzo con una material de cualquier tipo. El material piezoeléctrico es una forma de conseguir electricidad.

Ø  2da parte de experimentos sobre Magnetismo:

              (Lo avala la 2da ley de Gauss)

Una parte de motivación importante para 4to  y para 6to año, es la parte de magnetismo, es importante en algún momento hacerlo.

La ley del Gauss para el magnetismo:

Tomamos dos imanes comunes, también podemos usar imanes de heladera, se puede analizar el espectro magnético de esos imanes utilizando limadura de hierro, observamos el espectro magnético debido a la distribución de las pequeñas limaduras esmaltadas.

Colocamos una hoja blanca arriba de un imán y luego esparramamos la limadura de hierro sobre el papel. Podemos primero retirar y redistribuir primero la limadura antes que colocar el papel encima del imán.

Pudimos ver como hay una distribución de líneas de inducción, también dentro de la región del imán, o sea también hay campo dentro del mismo.

Esto vale para un imán o para más de uno juntos, esto se explica con la segunda ley de gauss, la no existencia de monopolios magnéticos.

La posición del imán afecta mucho el espectro, porque depende de cómo este polarizado el imán, hay que buscar cual de las caras muestre un mejor espectro.

Ø  3ra parte de experimentos sobre electromagnetismo

                 (Lo explica la ley de Ampere)

La más simple experimentación que implica que los campos magnéticos se relacionan con las corrientes eléctricas.

Utilizamos para este experimento una fuente de corriente continua, a la cual conectamos un conductor por un tiempo corto, lo colocamos encima de una brújula, mientras esta desconectado la brújula no cambia de posición, esta marca norte y sur, cuando se lo prende el conductor es capaz de modificar la dirección de la brújula. Este es un fenómeno que relaciona la corriente eléctrica con el magnetismo. Implica que una corriente eléctrica puede producir un campo magnético. 

                                                                                                                            

Ø  4ta parte de experimentos sobre electromagnetismo

(Lo explica la  4ta ley del electromagnetismo- Faraday)

Como última aplicación al electromagnetismo,  utilizamos  básicamente un imán y un bobinado (vueltas de cobre) tenemos dos características importantes de fenómeno magnético  un imán que produce líneas de inducción y una superficie, de tal forma de que si el imán se acerca a la superficie debiera producir flujo magnético, colocamos una bobina de mil vueltas fija en un lugar,  y también utilizamos un multitester que tiene varios propósitos uno de ellos es actuar como un voltímetro. Colocamos el terminal positivo y luego el negativo, lo conectamos a 200 mili, se mueve el imán acercándolo o alejándolo, al moverlo observamos  que se modifica la diferencia de potencial entre los extremos de la bobina, y cambia el signo también, o sea que la corriente que se produce es una corriente del tipo alterna eso se debe al cambio del flujo magnético a través de la superficie de la bobina, el imán se acerca o se aleja y produce un cambio del flujo magnético a través de la bobina.

(Física Experimental II  / Instituto: Cerp del Norte/  Daniela Cardozo