Otras carreras Electroestatica

[luisprofe2]

Estoy por hacer un ensayo de electricidad estatica, quisiera saber si se pueden usar tantos materiales conductores como aislantes

Es decir, ¿puedo frotar un material aislante o conductor y al acercarlo a cabello o papel podre ver el fenómeno de atracción?


Y la otra pregunta es la siguiente , si frotamos 2 materiales distintos y los electrones de un cuerpo pasan al otro , los dos quedan con cargas opuestas cierto?
¿PERO ESOS CUERPOS QUEDAN CARGADOS PERMANENTEMENTE O DESPUES DE UN TIEMPO VUELVEN A SER ELECTRICAMENTE NEUTROS?
desde ya gracias

[Julián]

Re: Electroestatica

Un conductor se puede cargar por inducción electroestática o por desvalance de cargas acercándole un material cargado y poniendo el extro extremo en un punto neutro. Pero no tanto con el frotamiento con otro material.

En general para obtener un desvalance de cargas por rozamiento tienes que frotar materiales opuestos en la tabla triboeléctrica. Puedes verla en el siguiente enlace: https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_triboeléctrico
Si frotas cuero con teflón obtendrás mayor diferencia de cargas que frotando acrílico con seda. Por ejemplo si vas en un auto a gran velocidad y colocas ebonita afuera de manera que de el aire con esta el material se cargará enormemente.

Y la otra pregunta es la siguiente , si frotamos 2 materiales distintos y los electrones de un cuerpo pasan al otro , los dos quedan con cargas opuestas cierto?

Si

¿PERO ESOS CUERPOS QUEDAN CARGADOS PERMANENTEMENTE O DESPUES DE UN TIEMPO VUELVEN A SER ELECTRICAMENTE NEUTROS?

Las cargas tienen a equilibrarse por lo que todo tenderá a ser electricamente neutro.

[luisprofe2]

Re: Electroestatica

Gracias por responder, voy a ver la lista que me has enviado para ver que materiales puedo usar en un ensayo de electroestática por frotamiento, pues frote una regla con un pañuelo , la acerque a recortes de papel y no sucedió nada.
Con relación a la segunda pregunta , se me ocurrio que si un cuerpo queda cargado porque perdió e- que pasaron a otro cuerpo, ¿Cómo es que vuelve a ser neutro?
¿De donde recupera los e- que perdió, fue una duda que me surgio.. gracias

[Julián]

Re: Electroestatica

se me ocurrio que si un cuerpo queda cargado porque perdió e- que pasaron a otro cuerpo, ¿Cómo es que vuelve a ser neutro?

Pues los electrones no aparecen de la nada, los tiene que tomar de algo. ¿de que los toma? pues del entorno, ya sea por electrones libres que hay, si es que los hay o por otra diferencia de carga de otro cuerpo cargado cuando hay un contacto, que en ese caso sería negativa o de otro cuerpo neutro, debido a que la fuerza electroestática que genera el cuerpo que ha perdido es más fuerte que los enlace electroestáticos de un cuerpo externo, de esta manera este último cuerpo quedaría cargado. En caso contrario de no darse esto quedaría cargado el cuerpo.

En general todo cuerpo está en contacto con el aire, el cual presenta iones y por lo tanto neutralizan a los cuerpos cargados. A su ve si esta en contacto con el suelo, la tierra es conductora por lo que conducirá electrones desde cualquier lugar donde alla un exceso. Por ejemplo, el exceso de cargas en las nubes, cuando generan un campo eléctrico que rompa el aire y lo haga conductor se descarga este exceso (cuando se produce el rayo) a tierra ¿ a donde van estas cargas? y es dificil saber, lo que se sabe es que como la tierra es conductora se desplazan lo mas que puedan entre ellas de manera de disminuir la energía potencial, es decir, quizás neutralicen cuerpo cargados en la tierra; quizás un rayo que descargo a 100 Km de donde estas, neutralizo en parte a la regla que frotaste con la seda, jejej, pero hablando fuera de chiste es posible eso, debido a la conductividad de la tierra. o quizás cargen a cuerpos. La conductividad de la tierra depende de que tipo de materiales y minerales tiene. Para confirmar esto agarra un ohmetro y mide la tierra colocando la punta a diferentes distancia y de esa manera obtendrás la conductividad de la tierra para una corriente continua.

Un aspecto importante si quieres experimentar con electroestática es la humedad. La humedad aumenta la permitividad electrica relativa por lo que disminuye el valor del campo eléctrico (por más que el desplazamiento eléctrico sea el mismo) y por lo tanto las interacciones electroestáticas. Si vives en una zona muy humeda es dificil ver los efectos, salvo que sea muy grande las acumulaciones de carga y que estas estén cercanas. Si es el caso de que vives en un lugar humedo, experimenta en una habitacion cerrada con el deshumificador del aireacondicionado o espera a que este seco el clima jeje.

Te recomiendo que hagas un generador vandergraff.

[luisprofe2]

Re: Electroestatica

Muy amable gracias

[luisprofe2]

Re: Electroestatica

Una pregunta, porque hay una parte que no me quedo clara de la explicacion: Me dices que el cuerpo cargado tiende a volverse a esta neutro
Pero para entender de donde los toma esos electrones de vuelta., me indicas que del entorno, ya sea por electrones libres que hay, si es que los hay.
Pero si los toma de otros electrones libres , los atomos que liberan esos electrones pasarian a estar cargados y perder su estado neutro.
Por otro lado , tambien me explicas que pueden tomarlos

o por otra diferencia de carga de otro cuerpo cargado cuando hay un contacto, que en ese caso sería negativa, aca si lo entiendo., pero tendria que ser mucha casualidad que hubiera otro cuerpo cargado alrededor lo cual es improbable.

o de otro cuerpo neutro, ¿quieres decir del entorno de los atomos neutros que existen cerca? seria el mismo caso que el primero que expusistes mas arriba cuando mencionastes los electrones libres
Ahora cuando dices que :
debido a que la fuerza electroestática que genera el cuerpo que ha perdido es más fuerte que los enlace electroestáticos de un cuerpo externo, de esta manera este último cuerpo quedaría cargado. En caso contrario de no darse esto quedaría cargado el cuerpo.
No entiendo bien esa afirmacion ......., a ver., la fuerza electroestatica del cuerpo que ha perdido electrones es mas fuerte que los enlaces ionicos de un cuerpo externo, cuando dices externo ¿te refieres a la superficie del cuerpo, a la parte exterior?
Agradeceria si pudieras explicarme estas dudas

- - - Actualizado - - -

Es decr., no entiendo esta afirmacion que me habeis enviado:
"debido a que la fuerza electroestática que genera el cuerpo que ha perdido es más fuerte que los enlace electroestáticos de un cuerpo externo, de esta manera este último cuerpo quedaría cargado. En caso contrario de no darse esto quedaría cargado el cuerpo.
No entiendo bien esa afirmacion , cuando dos cuerpos se frotan, los 2 quedan cargados con cargas opuestas, hasta alli esta claro.
Pero segun tu., el cuerpo que ha perdido electrones, genera una fuerza electroestatica mayor que los enlaces de un cuerpo externo

¿Que quisites decir con los enlaces electroestaticos de un cuerpo externo, no me queda claro ¿Estas hablando del mismo cuerpo, o del que quedo con carga opuesta?

En caso contrario, el cuerpo quedaria cargado¿Te refieres a que quedaria cargado permanentemente?
Gracias de antemano por responder
"

Pues los electrones no aparecen de la nada, los tiene que tomar de algo. ¿de que los toma? pues del entorno, ya sea por electrones libres que hay, si es que los hay o por otra diferencia de carga de otro cuerpo cargado cuando hay un contacto, que en ese caso sería negativa o de otro cuerpo neutro, debido a que la fuerza electroestática que genera el cuerpo que ha perdido es más fuerte que los enlace electroestáticos de un cuerpo externo, de esta manera este último cuerpo quedaría cargado. En caso contrario de no darse esto quedaría cargado el cuerpo.

En general todo cuerpo está en contacto con el aire, el cual presenta iones y por lo tanto neutralizan a los cuerpos cargados. A su ve si esta en contacto con el suelo, la tierra es conductora por lo que conducirá electrones desde cualquier lugar donde alla un exceso. Por ejemplo, el exceso de cargas en las nubes, cuando generan un campo eléctrico que rompa el aire y lo haga conductor se descarga este exceso (cuando se produce el rayo) a tierra ¿ a donde van estas cargas? y es dificil saber, lo que se sabe es que como la tierra es conductora se desplazan lo mas que puedan entre ellas de manera de disminuir la energía potencial, es decir, quizás neutralicen cuerpo cargados en la tierra; quizás un rayo que descargo a 100 Km de donde estas, neutralizo en parte a la regla que frotaste con la seda, jejej, pero hablando fuera de chiste es posible eso, debido a la conductividad de la tierra. o quizás cargen a cuerpos. La conductividad de la tierra depende de que tipo de materiales y minerales tiene. Para confirmar esto agarra un ohmetro y mide la tierra colocando la punta a diferentes distancia y de esa manera obtendrás la conductividad de la tierra para una corriente continua.

Un aspecto importante si quieres experimentar con electroestática es la humedad. La humedad aumenta la permitividad electrica relativa por lo que disminuye el valor del campo eléctrico (por más que el desplazamiento eléctrico sea el mismo) y por lo tanto las interacciones electroestáticas. Si vives en una zona muy humeda es dificil ver los efectos, salvo que sea muy grande las acumulaciones de carga y que estas estén cercanas. Si es el caso de que vives en un lugar humedo, experimenta en una habitacion cerrada con el deshumificador del aireacondicionado o espera a que este seco el clima jeje.

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[Julián]

Re: Electroestatica

A ver, principio fundamental es la conservación de la carga. Si tu tomás un sistema aislado donde hay rozamiento entre objetos probablemente haya transferencia de electrones entre estos pero la carga neta del sistema será la misma. Pero en el planeta tierra considerar un sistema aislado es medio dificil, el aire presenta iones, el agua y por sobre todas las cosas la tierra es conductora. Por ejemplo, cuando en una tormeta existen densidades de carga opuestas en la parte superior he inferior de las nubes (por rozamiento), de manera tal que el campo que generan dichas densidades es de la magnitud de la rigidez dieléctrica (magnitud del campo que hace que el aire sea conductor) estas cargas se desplazan de manera de anular el desequilibrio electroestático y esto se consige cuando la separación entre estas es enorme o cuando se neutralizan con cargas opuestas. ¿donde van a parar los electrones de un rayo cuando se descarga a tierra? pues es muy dificil saberlo lo que se sabe es que desplazan para disminuir la diferencia de potencial.

Me dices que el cuerpo cargado tiende a volverse a esta neutro

Un ejemplo es las cargas de las nubes.

Pero si los toma de otros electrones libres , los atomos que liberan esos electrones pasarian a estar cargados y perder su estado neutro.

Claro que quedaría cargado, ya que las cargas se deplazan para disminuir la diferencia de potencial y si eso implica que el otro cuerpo quede un poco cargado y bueno así pasa. Por ejemplo hay 2 esferas metálicas, una con una carga de 100 nC y la otra neutra, la pones en contacto 1 segundo y las separas y ambas van a quedar cargadas, donde si tienen el mismo diametro, cada una quedará con una carga de 50 nC.

Pero para entender de donde los toma esos electrones de vuelta., me indicas que del entorno, ya sea por electrones libres que hay, si es que los hay.

¿nunca botaste una pelota de basquet o caminaste por una alfombra y en otra parte tocas algo y sentís la descarga? bueno, ¿de donde salieron esos electrones? pues es dificil saberlo pero lo que se sabe es que los electrones se desplazan para disminuir la diferencia de potencial (voltaje), ¿por qué? porque la diferencia de potencial es el trabajo que realiza el campo al mover las cargas, si no hay diferencia de potencial no hay campo eléctrico. Es decir, esos electrones salieron del entorno, si tu tenías un exceso lo descargas a alguna parte donde halla carencia o donde el potencial sea menor, es decir, no hay carencia de cargas pero en esa ubicación tienen un menor potencial eléctrico.

¿quieres decir del entorno de los atomos neutros que existen cerca?

pero tendria que ser mucha casualidad que hubiera otro cuerpo cargado alrededor lo cual es improbable.

Primero no existe un cuerpo que tenga conductividad cero, hasta el vacio puede ser conductor si le aplicas una diferencia de potencial suficiente, puedes ver este acá

https://es.wikipedia.org/wiki/Rigidez_diel%C3%A9ctrica

Ahora la tierra tiene excelente conductividad. Averigua sobre puesta a tierra entre la jabalina y el centro de estrella del transformador de distribución. Por ejemplo en mi casa el transformador está a 100 metros aproximadamente y si hay una descarga a tierra en mi casa, la corriente circula por la tierra hasta el centro estrella del trafo y eso que son 220 voltios eficaces solamente y la electroestática genera más tensión.

Pero la tierra tiene mucha más conductividad que el aire por eso si pones un cuerpo cargado en el suelo (contacto con la tierra, no con el piso que es cerámica) se descargará en minutos y un cuerpo cargado en contacto con un mejor aislante tardará en descargarse más, espera unos días y verás que pierde la carga y más si hay humedad

"debido a que la fuerza electroestática que genera el cuerpo que ha perdido es más fuerte que los enlace electroestáticos de un cuerpo externo, de esta manera este último cuerpo quedaría cargado. En caso contrario de no darse esto quedaría cargado el cuerpo.
No entiendo bien esa afirmacion , cuando dos cuerpos se frotan, los 2 quedan cargados con cargas opuestas, hasta alli esta claro.
Pero segun tu., el cuerpo que ha perdido electrones, genera una fuerza electroestatica mayor que los enlaces de un cuerpo externo

Bueno ahi me refería a que si cargás un cuerpo suficientemente y tocás uno neutro el neutro cederá carga pero eso es debido a que la fuerza electroestática es mayor a la fuerza intermolecular, eso establece la ridiguez dieléctrica. Porque recuerda las cargas se desplazan de un potencial mayor a uno menor.

Esto matemáticamente todo esto se expresa como:
La diferencia de potencial es negativo del gradiente del potencial y es el campo eléctrico
$-\nabla V = \vec{E}$
La divergencia del campo eléctrico tiene como causa la carga eléctrica por lo que:
$-{\nabla}^{2} V = \rho$
Y el desplazamiento de las cargas está dado por la cantidad de carga que se desplaza por sección cuadrada y por unidad de tiempo:
$\vec{J} = - \sigma \nabla V$
donde $\sigma$ es la conductividad que depende del tipo de material, de la temperatura y a su vez de la frecuencia y del mismo potencial también y con que depende también de la diferencia de potencial me refiero que a cierta magnitud de campo eléctrico todo puede llegar a ser conductor, hasta el mismo vacio que no tiene carga ¿de donde salen las cargas del vacio? pues eso ya es cuestión de la mecánica cuántica de campos.