Ciencias naturales básicas



El electroscopio. Un curioso detector de cargas eléctricas

Un electroscopio es una herramienta sencilla que sirve para detectar la presencia de cargas eléctricas en los objetos. El siguiente video es un tutorial para construir un electroscopio casero con facilidad. Como podrá ver, los materiales para hacer un electroscopio casero son: un frasco transparente de boca ancha y tapa plástica, alambre delgado y papel aluminio.

Historia del electroscopio

William Gilbert lo inventó hacia el año de 1600 y, desde entonces, se usa para el estudio de la electricidad. No obstante, el construido por Gilbert era diferente al que se conoce hoy. Se llamaba «versorium» y estaba formado por una aguja de metal suspendida de un hilo de seda. Cuando este se acercaba a un objeto, cargado eléctricamente, la aguja se desviaba. Con su invento, Gilbert buscaba demostrar que la electricidad era una propiedad de la materia.

William Gilbert fue uno de los padres de la ciencia experimental. Entre sus aportes a la física están: el haber descubierto que la Tierra tiene 2 polos magnéticos y que se comporta como un imán gigante y el de haber acuñado el término “electricidad”.

A partir del siglo XIX se construyeron varias clases de electroscopios. Entre ellos sobresalen el de hoja, el de Peltier y el de transistores.

Clases de electroscopio

El electroscopio de hoja es uno de los más sensibles. Consta de un recipiente con tapón de material aislante, una esfera metálica unida a una varilla y 2 láminas de metal móviles y muy livianas sujetas a la varilla (figura 1). La esfera, la varilla y las láminas son los elementos conductores. El recipiente, por su parte, protege las laminillas y evita que cargas electrostáticas, presentes en el aire, afecten el funcionamiento del instrumento.

Partes de un electroscopio.
Figura 1.

El electroscopio Peltier, funciona mediante el efecto Peltier. Es decir, cuando se le aplica una carga, se genera un cambio de temperatura proporcional a la carga recibida.

El electroscopio de transistores o electrónico es, desde luego, el más moderno y preciso.

Funcionamiento y uso de los electroscopios

Un electroscopio funciona al interactuar con un cuerpo electrizado o cargado eléctricamente. Hay dos formas de cargar este instrumento: por inducción y por contacto.

Carga de un electroscopio por inducción

Este método consiste en acercar al electroscopio un cuerpo cargado, pero evitando el contacto. Por ejemplo, si se acerca un cuerpo cargado negativamente a la esfera del aparato, Los electrones, en dicha esfera, son repelidos hacia las láminas. Como resultado, las láminas quedan cargadas negativamente y se separan (figura 2). Una vez se retira el objeto, los electrones en el electroscopio se reorganizan y el aparato vuelve a su estado inicial.

Por otro lado, si el cuerpo está cargado positivamente, atrae electrones hacia la esfera, dejando las laminillas cargadas positivamente. De cualquier manera, se produce la separación de las láminas.

Electroscopio cargado por inducción
Figura 2.

Carga de un electroscopio por contacto

En este método, un objeto cargado positivamente debe tocar la esfera. En consecuencia, algunos electrones pasan al objeto y dejan al electroscopio cargado positivamente. Al retirar el objeto, a diferencia del método anterior, el electroscopio permanece cargado. En estas condiciones el aparato se usa para comparar el tipo de carga en dos objetos. Es decir, si se acerca un segundo objeto y las láminas se separan más, es porque los 2 objetos poseen el mismo tipo de carga. Por el contrario, si las cargas son opuestas, las láminas se acercan.

Taller de lectura

  1. ¿Qué es un electroscopio y quién lo inventó?
  2. Copie la figura 1.
  3. Describa la forma de cargar electroscopios por inducción y por contacto.
  4. Escriba 2 de las diferencias que se presentan al cargar un electroscopio por inducción y por contacto.

Desarrolle la siguiente guía:

  1. Construcción del electroscopio.
  2. Materiales: frasco transparente de boca ancha y tapa plástica, alambre delgado, papel aluminio.
  3. Procedimiento: construya el aparato siguiendo los pasos mostrados en el video.
  4. Uso del electroscopio
  5. Materiales: globo, regla plástica, bolígrafo plástico, retazo de seda o lana.
  6. Procedimiento:
  • Acerque, uno a uno, el globo inflado, la regla y el bolígrafo a la esfera del instrumento. Anote sus observaciones. ¿Qué tipo de carga tendrán los objetos si las láminas no reaccionan?
  • Frote el globo con el cabello y acérquelo a la esfera del aparato (No haga contacto con ella). Escriba sus observaciones. (ahora toque la esfera con el dedo para descargar el instrumento). Después de eso, repita el procedimiento con los otros 2 objetos.
  • Frote la regla con la seda o la lana y toque brevemente la esfera del electroscopio. Luego, sin tocar el electroscopio, frote el globo con el cabello y toque la esfera. ¿Qué ocurre? ¿Tienen los dos objetos el mismo tipo de carga? Para terminar, repita el proceso comparando el bolígrafo con la regla y el bolígrafo con el globo. Escriba sus observaciones y algunas conclusiones.