mayo 31, 2020
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Electrómetro

El electrómetro es un material de laboratorio que se emplea para evaluar la presencia de carga que se puede emplear en un objeto determinado. Un electrómetro, generalmente, está hecho de un material conductor, como el metal, para que la carga pueda fluir libremente sobre un conductor. Y, de que la carga ocurra en un punto particular, esta se distribuirá paulatinamente sobre la superficie del conductor.


Un electrómetro cuenta con un brazo giratorio que indica cuál es la presencia neta de una carga. En términos generales, y más fácil de explicar, el instrumento de laboratorio es capaz de detectar la presencia de una carga o radiación ionizante. El cual, consiste en un par de hojas delgadas de oros que se encuentran suspendidas por un conductor eléctrico que conduce la carga al exterior. Todo esto a través de un contenedor aislante.

En el caso de la carga eléctrica que fluye a través del electrómetro, es llevada cerca del conductor, o se encuentra en contacto con él para que las hojas se mantengan separadas en un ángulo. Esto obedece a la ley de coulomb, el cual indica que la carga eléctrica es similar una vez que se induce o se transfiere a cada hoja con la finalidad de que consigan repelerse entre sí.

La radiación de los materiales, los cuales por deber se debería indicar lo radiactivos que son, y son introducidos en el electrómetro se encuentran cargados con iones de gas dentro. Esto permite que la carga se filtre gradualmente y cumpla la función de la herramienta de laboratorio. La velocidad en la que las hojas son cargadas en el electrómetro converge a su posición paralela sin carga, que es proporcional a la radiación.

A continuación, desglosaremos en detalle un instrumento de laboratorio que es muy conocido en el área de la física para estudiar el comportamiento de un espectro tan importante como la electricidad. Junto al dinámometro, cumplen funciones específicas en el campo físico. ¿Quieres saber más? ¡Acompáñanos!

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¿Qué es un electrómetro?

Cuando hablamos del electrómetro nos referimos a un instrumento de marca científica que fue, y es utilizado, para detectar la carga eléctrica presente en un cuerpo determinado. El material detecta la carga gracias al movimiento del objeto que se está poniendo de prueba debido a la fuerza electrostática sobre él. En el caso de la cantidad de carga que se ejerce en el objeto, este debe ser proporcional al voltaje o no se estaría cumpliendo las leyes de coulomb.

Para detectar la carga suficiente en cuerpo es necesario medir la acumulación de este en un electrómetro. Pero, para que esto suceda, se requiere de cientos, e incluso miles de voltios. Esto solo indica que el electrómetro trabaja con altos grados de fuentes de voltaje. Lo anterior se complementa con calidad que debe tener el electrómetro, ya que si no es capaz de aguantar las fuentes de voltajes no logrará los resultados adecuados. Las fuentes que se le aplican a la herramienta de laboratorio son:

  • La electricidad estática
  • Las maquinas electrostáticas

La cantidad de carga que indica un electrómetro es solo un aproximado, así que cuando hablamos de precisión, no es algo que se daba tomar al 100%. Y, para lo que se encuentren un poco confundido sobre lo cuantitativo de una carga eléctrica en un cuerpo, se utiliza otro tipo de material de laboratorio, el cual se llama electrómetro.

Historia del electrómetro

El primer electrómetro creado se le adjudica al británico William Gilbert, y la fecha data al año 1600. De hecho, este grandioso y muy sencillo material que se emplea hoy en día en el laboratorio, fue el primer instrumento de medición eléctrico que conoció el mundo. Este contenía una aguja pivotada, que tenía el nombre de versorio.

Luego de años de mejorar, se crearon el electrómetro de bola de médula y de hoja de oro, que son dos tipos clásicos del instrumento de medición nombrado anteriormente. Estos todavía se enseñan en las clases de físicas y en las prácticas de laboratorios escolares para demostrar a los que se están iniciando cómo funciona la electrostática.

Este instrumento ha tenido un gran impacto en la historia, de hecho, el científico Victor Hess lo utilizó en el descubrimiento de los rayos cósmicos. También se ha usado un electrómetro en el dosímetro de radiación de fibra de cuarzo. Por lo que ha ganado popularidad en lo que científicamente hablamos.

Descripción general del electrómetro

El electrómetro contiene una esfera conductora junto a una varilla metálica que se encuentra unida a la esfera mencionada. Las hojas de oro, que se encuentran en la parte inferior de la barra, deben estar firmes y funcionando en todo momento. Ya que es ahí donde funciona el principio de catalizador. La cantidad de distancia que tiene que haber entre las hojas dependerá de la cantidad de carga que tenga el instrumento

Por lo general, los electrómetros vienen una caja de vidrio con la finalidad de disminuir los iones en el aire y los estragos que causan los efectos del viento. Algunos de estos son neutrales, pero si se encuentran cargados, debido a que se repelen entre sí, las hojas del instrumento se elevarán.

¿Qué tan seguro es el electrómetro?

En realidad, el electrómetro es uno de los instrumentos que se utilizan para los experimentos más seguros. Aunque se está manejando con la electricidad, los resultados suelen ser bastante débiles y poco impresionantes, a menos que se le ejerza una alta cantidad de voltaje.

Usos del electrómetro

A lo largo del artículo se ha venido nombrando una cantidad de usos, pero entre los generales, y para el que fue creado, incluyen los siguientes usos:

  • Se emplea para detectar las cargas estáticas de un cuerpo
  • Se puede determinar la naturaleza de las cargas eléctricas utilizando un electrómetro
  • Además de determinar la naturaleza, se pueden comparar las magnitudes de dos cargas una vez que emplea el electrómetro.

¿Cómo funciona el electrómetro?

Hay un cierto principio en que se basa el funcionamiento del electrómetro y, uno de ellos es la estructura atómica de los elementos. La otra es la inducción de la carga, combinada con la estructura interna de los elementos metálicos. La idea detrás de este funcionamiento es que las cargas sean similares y consigan repelerse entre sí. Sin embargo, si no son similares, el deber ser es que estas se atraigan.

Cuando no hay carga, las hojas de metal cuelgan hacia abajo. Pero en caso de que el instrumento de laboratorio sí esté cargado, pueden suceder dos cosas en concretas. La primera es que la carga positiva y los electrones en el metal de la herramienta se atraigan entre sí. Provocando que las hojas se vuelquen hacia arriba. Cundo se elimine la carga, los electrones vuelven a su posición original.

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La segunda, y es en caso que la carga en el electrómetro sea negativa, los electrones en el metal del instrumento de laboratorio se repelen y se mueva hacia arriba. Las hojas generarán una carga negativa, temporal. Luego, una vez que se elimine la carga, pasará lo mismo que en el principio pasado. Los electrones volverán a su estado original y las hojas se repelerán.

El electrómetro siempre responde a carga porque hay presencia de este a través del movimiento de los electrones. Ya sea dentro fuera de las hojas que tiene incorporadas. Es necesario que sepa que cuando el electrómetro no puede determinar si la carga es positiva o negativa, este solo responde cuando se encuentra a la presencia de una carga eléctrica. Que es le principio que se ha venido mencionando.

Tipos de electrómetro

Electrómetro de bola de médula.

La creación de este instrumenta se le adjudica a John carton, mientras que la fecha que data en el que registró su idea fue en el año 1754. La premisa de este tipo de electrómetro consiste de una, o dos, bolas pequeñas de luz cargadas con una sustancia no conductora al que se le denomina medula. La función es que la herramienta determine si las bolas se encuentran cargadas o no. Para ello se le debe acercar a la médula no cargada. En el caso que las bolas sean atraídas al objeto en cuestión, esto solo confirmará que se encuentra cargado.

Electrómetro de hoja de oro

En el caso de este tipo de electrómetro se le adjudica la creación de Abraham Bennert, quien desarrolló el instrumento en el año 1787 y lo denominó como ‘hoja de oro’. En términos generales, suele ser más sensible que el tipo anteriormente descrito. La descripción de este electrómetro consiste en una varilla vertical que es metálica y cuenta con dos tiras paralelas. Y, con una hoja delgada de oro flexible que cuelga de ella. Para evitar que la hoja de oro gotee aire, se debe resguardar en una botella de vidrio bien segura. Las hojas por las que lleva su nombre se separan en forma de ‘V’, invertida, una vez que se le acerque el objeto cargado.

Ejemplo del electrómetro

Un ejemplo de este tipo de instrumento puede ser que se le emplee una carga negativa. Si las distancias entre el electrómetro y las placas conductoras son iguales, se debe encontrar los tipos de cargas. Si no hay cambios en el comportamiento de las hojas, el efecto de la placa debe cancelarse con la otra placa.

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En el caso que las hojas se cierren un poco, entonces algunos de los electrones en las hojas deben moverse hacia la parte superior del electrómetro. Y por último, si las hojas se elevan, aunque sea un poco, entonces algunos de los electrones de la parte superior se mueven hacia las hojas porque están cargadas negativamente.

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