informes

1. UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
Laboratorio de electromagnetismo
2021-2
01/10/2021
Grupo 05
FENÓMENOS ELECTROSTÁTICOS
Rojas Torres Maira Alejandra
Ingeniería en telecomunicaciones
maira.rojas@unipamplona.edu.co
Rosales Yepez Cristian Andres
Ingeniería Ambiental
cristian.rosales@unipamplona.edu.co
Ruiz Carvajal Julieth Vanessa
Ingeniería Ambiental
julieth.ruiz3@unipamplona.edu.co
Salas Chaux Daniel Alejandro
Ingeniería Eléctrica
daniel.salas@unipamplona.edu.co
Sallas Granados Eder José
Ingeniería de Alimentos
eder.sallas@unipamplona.edu.co
Vega Archila Julian Andres
Ingeniería de Alimentos
julian.vega2@unipamplona.edu.co
Vera Gomez Nerymar Herliana
Ingeniería Química
nerymar.veraner@unipamplona.edu.co
Vera Rojas Heidy Alejandra
Ingeniería Industrial
heidy.vera@unipamplona.edu.co

2. Abstract: En esta práctica se conocerá los conceptos básicos y fundamentales de los fenómenos
electrostáticos, igualmente el estudio de la naturaleza de la fuerza eléctrica y diferentes métodos utilizados
para cargar los cuerpos eléctricamente que son los siguientes: inducción, contacto y frotamiento; e
interpretar con materiales conductores y dieléctricos, a partir de la observación e interpretación, haciendo
uso de las herramientas que nos proporcionan las TIC en especial el vídeo suministrado por el docente a
cargo de la materia, destacando las ventajas de facilitar el aprendizaje y comodidad para el cuerpo
estudiantil, seguidamente desarrollando este laboratorio a bases de los conocimientos suministrados por el
docente, previamente se dará a conocer el concepto de coulomb y se comprenderá la ley de conservación de
la carga, donde se explica el proceso de electrización y tipos de electrizante, seguidamente se dará una breve
diferencia entre un material dieléctrico y un material conductor y se explicará en qué consiste el principio de
conservación y cuantización de la carga.
Keywords: Carga eléctrica, contacto, electrostática, frotamiento, electrización.
1. Introducción
En esta práctica tiene objetivo estudiar todo lo
relacionado con la naturaleza de la fuerza
electrostática la cual estudia la electricidad en
reposo, se preocupa por la medida de la carga
eléctrica, de la cantidad presente en los cuerpos y
de los fenómenos asociados a las cargas eléctricas
en reposo; y con eso se busca estudiar los
diferentes métodos para cargar los cuerpos
eléctricamente como lo son por inducción,
contacto y frotamiento.
1.1 Glosario
● CARGA ELÉCTRICA: La carga
eléctrica es una propiedad física propia
de algunas partículas subatómicas que se
manifiesta mediante fuerzas de atracción
y repulsión entre ellas. La materia
cargada eléctricamente es influida por los
campos electromagnéticos, siendo a su
vez, generadora de ellos.[1]
● EL GENERADOR DE VAN DE
GRAAFF: El generador de Van de
Graaff, es un aparato electrostático
creado por Robert Van de Graaff y que
utiliza una cinta móvil para acumular
grandes cantidades de carga eléctrica en
el interior de una esfera metálica
hueca.[2]
● ELECTRIZACIÓN: Cuando a un
cuerpo se le dota de propiedades
eléctricas, es decir, adquiere cargas
eléctricas, se dice que ha sido
electrizado. La electrización es uno de
los fenómenos que estudia la
electrostática.Para explicar cómo se
origina la electricidad estática, hemos de
considerar que la materia está hecha de
átomos, y los átomos de partículas
cargadas, un núcleo rodeado de una nube
de electrones. Normalmente, la materia
es neutra (no electrizada), tiene el mismo
número de cargas positivas y
negativas.[3]
1.2 Cuestionario
1. ¿En qué consiste el concepto de
Coulomb?
Respuesta: El coulomb es la unidad
derivada del sistema internacional para la
medida de la magnitud física de cantidad
de electricidad (carga eléctrica).
Nombrada en honor del físico francés
Charles-Augustin de Coulomb. Un
coulomb representa el negativo de la
carga total de aproximadamente
𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑛𝑒𝑠 [7]
6 × 10
18
2. Defina la ley de conservación de la carga.
Respuesta: El principio de conservación
de la carga establece que "no hay
destrucción ni creación neta de carga
eléctrica", se afirma que "en todo proceso
electromagnético la carga total de un
sistema aislado se conserva". Así, en un
proceso de transferencia de cargas, el
número total de protones y electrones no
se altera y sólo hay una separación de las

3. cargas eléctricas. Por tanto, no hay
destrucción ni creación de carga
eléctrica, es decir, la carga total se
conserva.
3. Explique brevemente el proceso de
electrización y tipos de electrización.
Respuesta: Una forma fácil de entender
el proceso de electrización es, por
ejemplo, después de frotar un globo
contra el cabello en un día seco,
observará que el globo atrae pequeños
pedazos de papel. Con frecuencia la
fuerza de atracción es lo
suficientemente intensa que los pedazos
de papel quedan suspendidos. Cuando
los materiales se comportan de esta
manera, se dice que están electrificados,
o que se han cargado eléctricamente. De
este comportamiento se pueden
evidenciar algunas formas de
electrificación .
Por frotamiento o fricción: Al frotar dos
cuerpos, uno quedará cargado en forma
positiva y el otro en forma negativa.
Por contacto: Al acercar un cuerpo
cargado a un cuerpo neutro, el cuerpo
cargado cede parte de su carga
quedando los con la misma carga.
Por Inducción: La electrización por
inducción puede ocurrir sin contacto
entre los cuerpos. Cuando un conductor
inicialmente neutral (inducido) se
acerca a un cuerpo electrificado
(inductor), induce una distribución de
carga en él. El conductor permanecerá
neutral, sin embargo, la región del
conductor más cercana al inductor
estará excesivamente sobrecargada con
el cuerpo eléctrico. [8]
4. ¿En qué consiste el principio de
conservación y cuantización de la
carga?
Respuesta: En un sistema aislado la
carga eléctrica siempre se conserva. Es
decir, cuando se frota un objeto contra
otro, no se crea carga en este proceso.
El estado de electrificación se debe a
una transferencia de carga de uno de los
objetos hacia el otro. Uno adquiere
parte de la carga negativa en tanto que
el otro adquiere la misma cantidad de
carga, pero positiva.
Se dice que la carga eléctrica 𝑞 está
cuantizada, y 𝑞 es el símbolo de la
variable para la carga; en otras palabras,
la carga eléctrica existe en forma de
“paquetes” discretos y se escribe:
𝑞=±𝑁𝑒, 𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒 𝑁 𝑒𝑠 𝑎𝑙𝑔𝑢𝑛 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜
𝑒𝑛𝑡𝑒𝑟𝑜. [9]
5. Consulte la tabla triboeléctrica, ¿para
qué sirve?
Respuesta:
Es una tabla que permite determinar
cómo se carga un material cuando entra
en contacto con otro de la tabla
(propiedades de carga de materiales por
fricción): Si dos materiales de la tabla
se ponen en contacto, el más alto en la
serie cederá electrones al otro,
cargándose positivamente (mientras que
el otro material adquirirá una carga
negativa). Cuanto más separados se
hallen los materiales, mayor es la
transferencia de carga y, por lo tanto, se
genera una diferencia de potencial
mayor. Se observa que el cuerpo
humano es uno de los materiales más
tribo-positivo de la tabla.

4. Gráfica 1. Tabla triboeléctrica [10]
6. Explique brevemente la diferencia entre
un material dieléctrico y un material
conductor.
Respuesta: Que los materiales
dieléctricos tienen sus cargas
relativamente inmóviles, al poseer
muchos electrones de valencia, tienden
a ser muy estables, de forma que, al
crear carga eléctrica en un punto,
únicamente se manifiesta en dicho
punto
7. Explique el funcionamiento de un
generador de Van de Graaff.
Respuesta: Los resultados
experimentales han demostrado que
cuando un conductor con carga se pone
en contacto con el interior de un
conductor hueco, toda la carga del
conductor con carga se transfiere al
conductor hueco. En principio, la carga
en el conductor hueco y su potencial
eléctrico pueden incrementarse sin
límite mediante la repetición del
proceso. En 1929 Robert J. Van de
Graaff (1901-1967) utilizó este
principio para diseñar y construir un
generador electrostático. [11]
2. Marco teórico
Desde los griegos data el descubrimiento de la
electricidad, al observar como el ámbar atraía
pequeños trozos de materia después de ser
frotado. Antes de Newton, en 1600 el científico
renacentista William Gilbert descubrió que el
vidrio y otras sustancias atraen materia como el
ámbar. Todos los materiales están hechos de
átomos.
La electrostática es la rama de la Física que
analiza los efectos mutuos que se producen
entre los cuerpos como consecuencia de su
carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas
eléctricas en equilibrio. La carga eléctrica es la
propiedad de la materia responsable de los
fenómenos electrostáticos, cuyos efectos
aparecen en forma de atracciones y repulsiones
entre los cuerpos que la poseen.
La carga eléctrica es una propiedad física
intrínseca de algunas partículas subatómicas
que se manifiesta mediante fuerzas de atracción
y repulsión entre ellas a través de campos
electromagnéticos. La materia cargada
eléctricamente es influida por los campos
electromagnéticos, siendo, a su vez, generadora
de ellos. La denominada interacción
electromagnética entre carga y campo eléctrico
es una de las cuatro interacciones
fundamentales de la física. Desde el punto de
vista del modelo normal la carga eléctrica es
una medida de la capacidad que posee una
partícula para intercambiar fotones. La carga
eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno
demostrado experimentalmente por Robert
Millikan. Por razones históricas, a los

5. electrones se les asignó carga negativa: –1,
también expresada –e. Los protones tienen
carga positiva: +1 o +e. A los quarks se les
asigna carga fraccionaria: ±1/3 o ±2/3, aunque
no se los ha podido observar libres en la
naturaleza.
Los cuerpos se electrizan cuando pierden
electrones, o bien cuando los ganan. Si un
cuerpo está cargado positivamente, no significa
que tiene exceso de protones ya que los
protones no tienen facilidad de movimiento
como los electrones. Por lo tanto se entiende
que la carga de un cuerpo es positiva cuando
pierden electrones y negativa cuando los gana.
Los cuerpos se electrizan por:
● Frotamiento: Este fenómeno se
presenta fácilmente en climas secos o
cuando el aire está seco, ya que las
cargas electrostáticas se escapan cuando
el aire está húmedo.
● Contacto: esta electrización se debe a
que cuando un cuerpo tiene abundancia
de electrones, al ponerlo en contacto
con otro cuerpo, le cede electrones.
Pero, si a un cuerpo le faltan electrones,
por lo que su carga es positiva y se une
con otro, atraerá parte de los electrones
de ese cuerpo.
● Inducción: esta forma de electrización
se presenta cuando un cuerpo se carga
eléctricamente, si es acercado a otro ya
electrizado.
3. Análisis y resultados
Tabla 1. Interacción de materiales no
frotados con el paño de seda en Apéndice I.
Tabla 2. Tipo de fuerza eléctrica generada
entre dos objetos cargados.
MATERIAL PLÁSTICO
VIDRIO Fuerza de repulsión
ACRÍLICO Fuerza de atracción
EBONITA Fuerza de repulsión
BOLÍGRAFO Fuerza de atracción
Tabla 3. Interacción entre bolita de aluminio
y el generador de Van de Graaff en Apéndice
I.
Tabla 4. Interacción entre diferentes
materiales con el generador de Van de Graaff
en Apéndice I.
3.1 Preguntas de control
1. A partir de lo observado en la tabla 1,
¿Qué ocurre con la fuerza electrostática
entre dos objetos que no están cargados?
Respuesta: Se presenta una fuerza nula
entre ellas .
2. Describa las formas de cargar un objeto.
¿Estos métodos para cargar objetos se
pudieron apreciar en la práctica? Sustente
su respuesta.
Respuesta:
• Por contacto: al poner un objeto neutro
en contacto con uno previamente
cargado, el objeto neutro tomará la carga
dependiendo de la carga del objeto
previamente cargado
.
• Por frotamiento: al frotar dos objetos
neutros, ambos pasarán a cargarse como
vimos en el video el paño de seda y el
cristal, uno quedará con electrones
positivos y el otro con negativos.
• Por inducción: se da en un proceso de
carga sin un contacto directo como lo
podemos observar con la bola de papel de
aluminio y el Generador de Van de
Graaff.
• RESPUESTA SUSTENTADA: / sí, en
la práctica de laboratorio se pudo
observar, la forma de carga por frotación
e inducción.

6. 3. De los elementos utilizados en el
desarrollo de la práctica ¿cuáles
pertenecen al grupo de conductores y
cuáles al grupo de materiales
dieléctricos?
Respuesta:
CONDUCTORES DIELÉCTRICOS
Bola de aluminio Vidrio
Acrílico
Ebonita
Bolígrafo
Plástico
Globo de fiesta
4. Sabiendo que el vidrio al frotarse con
seda queda cargado positivamente,
analice la tabla 2 e identifique el tipo de
carga de los diferentes cuerpos frotados
Respuesta:
• Vidrio (+)
• Acrílico (-)
• Ebonita (+)
• bolígrafo (-)
5. ¿Se pudo apreciar el principio de
conservación de la carga? Sustente su
respuesta.
Respuesta: Si se pudo apreciar este
principio, ya que muchas de sus cargas se
mantuvieron.
3. Conclusiones
Se pudo observar a través de los
procedimientos realizados el tipo de
electrización y la interacción de las
cargas. Por lo que se apreciaron los
conocimientos básicos de la práctica
tales como el efecto de las cargas al estar
cargadas o al acercarlas a un cuerpo
cargado donde su interacción es de
repulsión o atracción; la electrización, si
los cuerpos se frotan las cargas se
comparten de un cuerpo al otro, también
por contacto directo las cargas se
redistribuyen entre los cuerpos o sin
contacto directo pero con un cuerpo que
está debidamente cargado. No obstante,
se estimó que cuando dos objetos no
están cargados eléctricamente pues no va
a suceder ninguna interacción entre ellos.
En general, el tema de la práctica fue de
gran interés para comprender lo que
conlleva la electrostática que tiene como
finalidad formarnos en torno a una mejor
apreciación sobre los fenómenos físicos
de la naturaleza y nuestro alrededor.
4. Referencias
[1] Manuel Torres,. La carga eléctrica,
Recuperado de
https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/es
pazoAbalar/files/datos/1464947843/contido/11_l
a_carga_elctrica.html
[2] Angel Franco Garcia,. El generador de Van de
Graaff, Recuperado de
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet
/campo_electrico/graaf/graaf.htm
[3] Electrotecnia,. Electrización, Recuperado de
http://www.etitudela.com/Electrotecnia/princip
iosdelaelectricidad/cargaycampoelectricos/cont
enidos/01d56993080930f36.html

7. [4] Electrostática,. ¿Que es la electrostática?,
Recuperado de
https://electrostatica.com/definicion-que-es-la-
electrostatica/
[5] Google Arts & Culture,. Carga elétrica,
Recuperado de
https://artsandculture.google.com/entity/m02n
xz?hl
[6] Significados,. Ley de Coulomb, Recuperado
de
https://www.significados.com/ley-de-coulomb/
[7] Fisicalab,. Unidad de carga eletrica,
Recuperado de
https://www.fisicalab.com/apartado/unidad-de-
carga-electrica
[8] Monografías Plus,. Tipos de electrización,
Recuperado de
https://www.monografias.com/docs/Tipos-de-el
ectrizacion-FKV6GFCDU2Z
[9] Julieta Jaramillo,. Cuantificación y
conservación de la carga, Recuperado de
https://tomi.digital/es/43588/cuantificacion-y-c
onservacion-de-la-carga?utm_source=google&u
tm_medium=seo
[10] Proyecto de física,. Tabla triboeléctrica,
Recuperado de
http://vandergraafjj.blogspot.com/2016/04/tabl
a-triboelectrica.html
[11] Wikipedia,. Generador de Van Graaff,
Recuperado de
https://es.wikipedia.org/wiki/Generador_de_Va
n_de_Graaff

8. Apéndice I
Tabla 1. Interacción de materiales no frotados con el paño de seda.
MATERIAL 1 MATERIAL 2 Acercar sin
tocar
¿QUÉ SE OBSERVÓ?
PLÁSTICO
Sin frotar
VIDRIO
Sin frotar
Cuando se acerca el vidrio sin tocar a
la barra de plástico no sucede nada
entre los materiales ya que no están
cargados eléctricamente.
ACRÍLICO
Sin frotar
Cuando se acerca el acrílico sin tocar
a la barra de plástico no sucede nada
entre los materiales ya que no están
cargados eléctricamente.
BOLÍGRAFO
Sin frotar
Cuando se acerca el bolígrafo sin
tocar a la barra de plástico no sucede
nada entre los materiales ya que no
están cargados eléctricamente.
EBONITA
Sin frotar
Cuando se acerca la ebonita sin tocar
a la barra de plástico no sucede nada
entre los materiales ya que no están
cargados eléctricamente.
Tabla 3. Interacción entre bolita de aluminio y el generador de Van de Graaff.
¿Qué se observó? Tipo de electrización
Acercar sin tocar
Hay una interacción de atracción
entre la bolita de aluminio y el
generador de Van de Graaff ya
que la bolita de aluminio se
aproxima al cuerpo cargado que
es el generador.
El tipo de electrización es por
inducción ya que no hay contacto
directo.
Tocar
Cuando la bolita de aluminio
toca el generador de Van de
Graaff empieza a oscilar
teniendo un efecto de repulsión
ya que el generador al ponerse
en contacto con la bola de
aluminio la carga y ambos
cuerpos quedan cargados con el
mismo tipo de carga.
El tipo de electrización es por
contacto directo ya que cuando se
pone en contacto la bolita de
aluminio y el generador las cargas
se redistribuyen entre los dos.

9. Tabla 4. Interacción entre diferentes materiales con el generador de Van de Graaff.
Material ¿Qué se observó? ¿Por qué ocurrió esto?
Bolita forrada de aluminio
La bolita de aluminio empieza a
oscilar, pero cuando se toca con
el dedo deja de oscilar
quedándose quieta en conexión
a tierra.
Porque la carga de la bolita de
aluminio empieza a descargarse a
través de la mano, llegando a
tierra y se descarga
completamente.
Globo pequeño
El globo empieza a oscilar
alejándose teniendo un efecto
de repulsión, pero cuando se
toca con el dedo no pasa nada,
se queda quieto en conexión a
tierra.
Porque la carga del globo empieza
a descargarse a través de la mano,
llegando a tierra y se descarga
completamente.