Electroscopio electrónico

 
Herramientas y materiales
Fases del proyecto
Tabla de resultados
Para saber más
 

La electrización por fricción o frote de ciertas substancias (vidrio, ámbar, etc.) ya era conocida por los griegos, pero hasta el Renacimiento estos fenómenos no comenzaron a ser estudiados científicamente y a tener aplicación práctica. Un cuerpo está en estado neutro si su número de cargas negativas coincide con el de cargas positivas. Si se altera el equilibrio entre el número de cargas, el cuerpo se electriza. Eso es lo que ocurre con la electrización por fricción, y constituye la experiencia básica de la electrostática. Si, por ejemplo, se acercan dos varillas de vidrio, previamente frotadas contra un trozo de seda, se repelen ; pero si una es de vidrio y la otra de plástico (frotada con un trozo de piel), se atraen. Esto se debe a las fuerzas electrostáticas generadas por las cargas..

Todas las experiencias que se han realizado, con un gran número de materiales, han dado como resultado que objetos del mismo material se repelen, mientras que los de materiales diferentes pueden atraerse o repelerse. Resulta, pues, que hay sólamente dos estados eléctricos, que son denominados positivo y negativo. La interpretación es que, por efectos de la fricción, el trozo de seda capta electrones del vidrio, y la piel cedeelectrones al plástico. El vidrio queda, pues, positivo, y el plástico negativo.

Las fuerzas electrostáticas, es decir, aquellas generadas por cargas eléctricas, pueden ser detectadas y comparadas mediante el electroscopio. Así, pues, se puede definir el electroscopio como el instrumento que sirve para constatar la presencia de electricidad estática en un cuerpo y determinar su signo. El tipo más sencillo es el electroscopio de hojas, formado por dos láminas muy delgadas de oro o aluminio suspendidas y fijadas a una pieza metálica acabada en una esfera. Al acercar un cuerpo electrizado a esta bola, las láminas se separan. Además, cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, se puede determinar el tipo de carga de un objeto cuando se aproxima a la esfera. Si las láminas se separan significa que el objeto está cargado con el mismo tipo de carga que el electroscopio. En caso contrario, si se acercan, el objeto y el electroscopio tienen signos opuestos.

El electroscopio electrónico.
A parte del electroscopio tradicional, se puede construir un electroscopio electrónico. En este caso la parte sensible no es una bola o esfera, sino un componente electrónico denominado transistor de campo (FET). Este transistor controla dos transistores más: un de ellos hace lucir el LED rojo y el otro el LED verde.
Si se acerca un objeto al terminal libre del transistor FET y se ilumina uno de los LED's, significa que el cuerpo está cargado, en caso contrario podemos entender que el cuerpo está descargado.
Para saber el signo de la carga hemos de fijarnos en el color una vez se ha alejado el objeto: si el color que permanece es rojo, la carga es positiva; si el color es verde, la carga es negativa.

Herramientas y materiales
 
  • Pila de 4,5 V
  • 2 terminaels "faston"
  • hilo de cobre flexible
  • Placa de topos universal
  • 2 resistores 1kOhm
  • 2 resistores 100 kOhm
  • 1 diodo 1N4007
  • 2 transistores BC557
  • 1 transistor BF245C
  • 1 LED rojo
  • 1 LED verde
  • Estaño para soldar
  • Soldador

 

   
Fases del proyecto
 
Monta el circuito del electroscopio sobre la placa universal. Asegúrate que insertas los componentes por la cara correcta de la placa. Presta mucha atención en todas las conexiones de los diferentes terminales de los componentes.
 
Tabla de resultados
   
Podeis probar frotando diferentes barras o láminas de diferentes materiales con diferentes tipos de tejidos o papeles. Tened en cuenta que un mismo material puede adquirir cargas de diferentes signos según el material con que se frote. A continuación se propone una posible tabla con diferentes materiales para que experimentéis y anotéis los resultados observados.
   
Seda Metacrilato Cargado?
SI
NO
Positiva
Negativa
Seda PVC Cargado?
SI
NO
Positiva
Negativa
Seda Vidrio Cargado?
SI
NO
Positiva
Negativa
Seda Ebonita Cargado?
SI
NO
Positiva
Negativa
Papel de cocina Metacrilato Cargado?
SI
NO
Positiva
Negativa
Papel de cocina PVC Cargado?
SI
NO
Positiva
Negativa
Papel de cocina Vidrio Cargado?
SI
NO
Positiva
Negativa
Papel de cocina Ebonita Cargado?
SI
NO
Positiva
Negativa
 
Lana Metacrilato Cargado?
SI
NO
Positiva
Negativa
Lana PVC Cargado?
SI
NO
Positiva
Negativa
Lana Vidrio Cargado?
SI
NO
Positiva
Negativa
Lana Ebonita Cargado?
SI
NO
Positiva
Negativa
Algodón Metacrilato Cargado?
SI
NO
Positiva
Negativa
Algodón PVC Cargado?
SI
NO
Positiva
Negativa
Algodón Vidrio Cargado?
SI
NO
Positiva
Negativa
Algodón Ebonita Cargado?
SI
NO
Positiva
Negativa
     
Para saber más
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