Laboratorio Conductores de Electricidad

7/25/2019 Laboratorio Conductores de Electricidad

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UNIVERSIDAD NACIONAL J.F.S.C

Objetivo:Verificar experimentalmente la conductividad elctrica de algunos materiales orgnicos e inorgnicos.Identificar las diferencias entre los materiales conductores y los no conductores de la electricidad.Con el uso de materiales observar si el material es conductor o no.Tener en cuenta que el ampermetro tiene diferentes cantidades y en cada una de ellas encender el foquito endiferentes intensidades.

Materiales y Equipo:Una cubeta o un vaso de vidrio.Una fuente de c.c.!."V#$V%.Un foquito de &V' (.") o un diodo de emisi*n luminosa led%.! co+n de agua destilada.,lambre de conexi*n.-ultitester.

Materiales Inorgnicos:

apel de aluminio.,/0car.

1al domstica.

Materiales Conductores y

no conductores de la

electricidad


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Ti/a.Carb*n.

laca de /inc.eda/o de madera.

Corc2o.

Tecnopor.

Cermica.


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3at*n.

4ierro.

Imn.5sta6o.

1ilicona.Materiales Orgnicos:apa.

Tomate.

3im*n.

Camote.


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-an/ana.

epinillo.

7ana2oria.

Marco Terico:Descripcin

1on materiales cuya resistenciaal paso de la electricidad es muy ba+a. 3os me+ores conductores elctricos son metales

como elcobre'el oro'el2ierroy el aluminio' y sus aleaciones' aunque existen otros materiales no metlicos que tambiposeen la propiedad de conducir la electricidad' como el grafitoo las disolucionesy soluciones salinaspor e+emplo' elagua de mar% o cualquier material enestado de plasma.

ara el transporte de energa elctrica' as como para cualquier instalaci*n de uso domstico o industrial' el me+orconductor es la plata' pero debido a su elevado precio' los materiales empleados 2abitualmente son el cobre en forma cablesde uno o varios 2ilos%' o el aluminio8 metal que si bien tiene una conductividad elctricadel orden del $(9 de la dcobre' es sin embargo un material tres veces ms ligero' por lo que su empleo est ms indicado en lneas areas detransmisi*n de energa elctrica en las redes de alta tensi*n.:!;, diferencia de lo que muc2a gente cree' el oroeslevemente peor conductor que el cobre' sin embargo' se utili/a en bornes de bateras y conectores elctricos debido a

durabilidad y !? como lareferencia estndar para esta magnitud' estableciendo el International ,nnealed Copper 1tandard 5stndarInternacional del Cobre @ecocido% o I,C1. 1eg0n esta definici*n' la conductividad del cobre recocido medida a &( ACeigual a "B.( -1m.:&;, este valor es a lo que se llama !((9 I,C1 y la conductividad del resto de los materiales seexpresa como un cierto porcenta+e de I,C1. 3a mayora de los metales tienen valores de conductividad inferiores a !(I,C1 pero existen excepciones como la plata o los cobres especiales de muy alta conductividad designados C#!(? y C#!:?;
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Due son los conductores de electricidad

1e llaman conductores elctricos a los materiales que puestos en contacto con un cuerpo cargado de electricidadtransmite sta a todos los puntos de su superficie. 3os me+ores conductores elctricos son los metales y sus aleaciones5xisten otros materiales' no metlicos' que tambin poseen la propiedad de conducir la electricidad como son el grafito

las soluciones salinas p.e. el agua de mar% y cualquier material en estado de plasma.

ara el transporte de la energa elctrica' as como para cualquier instalaci*n de uso domstico o industrial' el metalempleado universalmente es el cobre en forma de cables de uno o varios 2ilos. ,lternativamente se emplea el aluminio'metal que si bien tiene una conductividad elctrica del orden del $(9 de la del cobre es' sin embargo' un material muc2ms ligero' lo que favorece su empleo en lneas de transmisi*n de energa elctrica en las redes de alta tensi*n. araaplicaciones especiales se utili/a como conductor el oro.

ara el transporte de la energa elctrica se usa cualquier aleaci*n metlica ' as como para cualquier instalaci*n de uso

domstico o industrial' el metal empleado universalmente es el cobre en forma de cables de uno o varios 2ilos.,lternativamente se emplea el aluminio' metal que si bien tiene una conductividad elctrica del orden del $(9 de la delcobre es' sin embargo' un material muc2o ms ligero' lo que favorece su empleo en lneas de transmisi*n de energaelctrica en las redes de alta tensi*n. ara aplicaciones especiales se utili/a como conductor el oro.


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Tipos de materialesconductores de lacorrienteE

Cobre1mboloE Cu.FensidadE B.> Ggdm?

@esistencia 5specfica E(.(!HB

ConductividadE "$unto de usi*nE !(B" AC

ara el transporte de la energa elctrica se usa cualquier aleaci*n metlica ' as como para cualquier instalaci*n de usodomstico o industrial' el metal empleado universalmente es el cobre en forma de cables de uno o varios 2ilos.,lternativamente se emplea el aluminio' metal que si bien tiene una conductividad elctrica del orden del $(9 de la delcobre es' sin embargo' un material muc2o ms ligero' lo que favorece su empleo en lneas de transmisi*n de energa

elctrica en las redes de alta tensi*n. ara aplicaciones especiales se utili/a como conductor el oro.

Aplicaciones:

5l cobre puro' con un grado de pure/a del >>.>9' se fbrica generalmente por procedimientos electrolticos. 1udenominaci*n normali/ada es G5#CU Cobre Cat*dico%. Industrialmente' solo se emplea como material conductor cobreelectroltico.

5l cobre 5lectroltico se emplea en electrotecnia especialmente como material conductor para lneas elctricas ycolectores y como material de contacto en interruptores de alta tensi*n. 1e utili/a tambin' por su elevada conductivid

trmica' por e+emplo en equipos de soldadura' tubos de refrigeraci*n' etc.

,luminio1mboloE ,l.FensidadE &.H Ggdm?@esistencia 5specficaE (.(&HBConductividadE ?$unto de usi*nE $"B AC


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5l aluminio presenta buena conductividad elctrica y es tambin buen conductor del calor. 5fcil de conformar por laminado y estirado. 1u resistencia es ala tracci*n' modelando' es de >( a !&( Jmm& y laminaden caliente de !?( a &(( Jmm&. , la inversa' el alargamiento' vara entre ?" y ?9.

5l aluminio se puede alear fcilmente con otros metales. 1ometido a la acci*n del aire' se cubre de una capa de *xido' q

debido a su estanqueidad protege de oxidaci*n ulterior al metal situado ba+o la misma' por lo que el aluminio es resistea la corrosi*n. 5l aluminio se puede esta6ar y soldar. Como material conductor se emplea exclusivamente aluminio puro>>'" 9 ,l%. 5l aluminio pursimo Grayal% contiene >>'>>>>> 9 ,lE su conductividad aumenta al ba+ar su temperatura'2asta' a K'& G.

Aplicaciones5l aluminio puro se emplea' debido a su resistencia a la corrosi*n y a su ba+a densidad' para revestimientos de cables. 1buena de formabilidad lo 2ace apropiado para lminas de condensadores' su buena colabilidad para +aulas de rotores y sbuena conductividad para lneas areas.

Usos

Aplicaciones de los conductores:

Conducir la electricidad de un punto a otro pasar electronesa travs del conductor8 los electrones fluyen deba la diferencia de potencial%.

Crear campos electromagnticosal constituir bobinasy electroimanes.

-odificar el volta+eal constituirtransformadores.

5+emplos de materiales conductores de electricidadlata puraCobre recocidoCobre endurecido,luminio >H."9% puro7inc puro3at*nLronce con f*sforo,lambre de 2ierro

Jquel,lambre de acerolata alemana4ierro colado

,islantes y conductores elctricos
http://es.wikipedia.org/wiki/Electroneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismohttp://es.wikipedia.org/wiki/Bobinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroim%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroim%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltajehttp://es.wikipedia.org/wiki/Transformadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transformadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transformadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismohttp://es.wikipedia.org/wiki/Bobinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroim%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltajehttp://es.wikipedia.org/wiki/Transformador


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3a electricidad es una

forma de energa que sepuede trasmitir de un puna otro.

Todos los cuerpospresentan estacaracterstica' que espropia de las partculas qlo forman' pero algunos latrasmiten me+or que otro

3os cuerpos' seg0n sucapacidad de trasmisi*n dla corriente elctrica' sonclasificados en conductory aisladores.

Conductores son los quede+an traspasar a travs de ellos la electricidad.

5ntre stos tenemos a los metales como el cobre.

5n general' los metales son conductores de la electricidad.

,isladores o malos conductores' son los que no permiten el paso de la corrienteelctrica' e+emploE madera' plstico' etc.

3a pila es un sistema que transforma la energa qumica en energa elctrica. 5n elinterior de la pila se est produciendo una reacci*n qumica entre el cinc metal% ycido' que genera el flu+o de electricidad.

ara saber si alg0n elemento no identificado' metal u otro que no se sepa suprocedencia' es conductor o no' o si tiene electricidad o no' +ams debe 2acerse atacto de las manos. ara ello 2ay instrumentos especiales


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-ateriales conductores y aislantes

5nerga elctrica. Corriente elctrica. Mtomos. 5lectrones. -ateria. Cargas elctricas. Conductores. ,islantes. Cobre.,luminio. ,ire ioni/ado. ,gua. orcelana. Vidrio. ,ire. 5xafluoruro de a/ufre


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Dielctrico

1e denomina dielctrico amaterial mal conductor deelectricidad' por lo quepuede ser utili/ado comoaislante elctrico' y ademsi es sometido a un campoelctricoexterno' puedeestablecerse en l un camelctricointerno' adiferencia de los materiaaislantescon los que sueleconfundirse. Todos losmateriales dielctricos so

aislantes pero no todos lomateriales aislantes sondielctricos.:!;

,lgunos e+emplos de estetipo de materiales son el

vidrio'la cermica'la goma'la mica' la cera' el papel' lamaderaseca' la porcelana' algunasgrasaspara uso industrial yelectr*nico y la baquelita.5n cuanto a los gases se utili/an como dielctricos sobre todo el aire'el nitr*genoy el2exafluoruro de a/ufre.

5l trmino NdielctricoN fue concebido por Oilliam O2ePelldel griego NdiaN que significa Na travs deN% en respuesta auna petici*n de -ic2ael araday.:&;

,plicaciones

3os dielctricos ms utili/ados son el aire' el papel y la goma.3a introducci*n de un dielctrico en un condensador aislade una batera' tiene las siguientes consecuenciasE

Fisminuye el campo elctricoentre las placas del condensador.

Fisminuye la diferencia de potencialentre las placas del condensador' en una relaci*n ViQ.

,umenta la diferencia de potencialmxima que el condensador es capa/ de resistir sin que salte una c2ispa entlas placas ruptura dielctrica%.

,umento por tanto de la capacidad elctrica del condensador en Q veces.

3a carga no se ve afectada' ya que permanece la misma que 2a sido cargada cuando el condensador estuvosometido a un volta+e.
http://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Aislante_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aislamiento_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aislamiento_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diel%C3%A9ctrico#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cer%C3%A1micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cer%C3%A1micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gomahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gomahttp://es.wikipedia.org/wiki/Micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cerahttp://es.wikipedia.org/wiki/Papelhttp://es.wikipedia.org/wiki/Maderahttp://es.wikipedia.org/wiki/Maderahttp://es.wikipedia.org/wiki/Porcelanahttp://es.wikipedia.org/wiki/Grasashttp://es.wikipedia.org/wiki/Grasashttp://es.wikipedia.org/wiki/Baquelitahttp://es.wikipedia.org/wiki/Baquelitahttp://es.wikipedia.org/wiki/Airehttp://es.wikipedia.org/wiki/Airehttp://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hexafluoruro_de_azufrehttp://es.wikipedia.org/wiki/William_Whewellhttp://es.wikipedia.org/wiki/Michael_Faradayhttp://es.wikipedia.org/wiki/Diel%C3%A9ctrico#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Diel%C3%A9ctrico#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Gomahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gomahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_(electricidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Aislante_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aislamiento_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aislamiento_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diel%C3%A9ctrico#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cer%C3%A1micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gomahttp://es.wikipedia.org/wiki/Micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cerahttp://es.wikipedia.org/wiki/Papelhttp://es.wikipedia.org/wiki/Maderahttp://es.wikipedia.org/wiki/Porcelanahttp://es.wikipedia.org/wiki/Grasashttp://es.wikipedia.org/wiki/Baquelitahttp://es.wikipedia.org/wiki/Airehttp://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hexafluoruro_de_azufrehttp://es.wikipedia.org/wiki/William_Whewellhttp://es.wikipedia.org/wiki/Michael_Faradayhttp://es.wikipedia.org/wiki/Diel%C3%A9ctrico#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Gomahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_(electricidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencial


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Jormalmente un dielctrico se vuelve conductorcuando se sobrepasa el campo de ruptura ddielctrico. 5sta tensi*n mxima se denomina rigide/ dielctrica.5s decir' si aumentamos muc2o el campo elctricoquepasa por el dielctrico convertiremos dic2o material en un conductor.

Tenemos que lacapacitanciacon un dielctrico llenando todo el interior del condensador plano#paralelo% est dado por

donde 5o es la permisividad elctrica del vaco%.

Introducci*n

5xisten dos tipos de molculas lasmolculas polares y las molculas no polares. 3as molculas polares son aquellas en laque no coincide el centro de distribuci*n de cargas positivas y el de las negativas' el e+emplo ms significativo es el agu3os iones 2idr*geno no estn alineados y dispuestos simtricamente a uno y otro lado del i*n oxgeno' sino que tienen undisposici*n triangular.

3as molculas no polares son aquellas en las que coincide el centro de distribuci*n de las cargas positivas y negativas. 3molculas de oxgeno' nitr*geno' compuestas por dos tomos iguales pertenecen a esta categora.

3as molculas polares ba+o la acci*n de un campo elctrico experimentan un par de fuer/as que tienden a orientarlas ensentido del campo. 3as molculas no polares' se 2acen polares en presencia de un campo elctrico' ya que las fuer/assobre cada tipo de carga son iguales y de sentido contrario.

3os dielctricos se emplean en los condensadores para separar fsicamente sus placas y para incrementar su capacidaddisminuir el campo elctrico y por tanto' la diferencia de potencial entre las mismas. 3a constante dielctrica es lapropiedad que describe el comportamiento de un dielctrico en un campo elctrico y permite explicar' tanto el aumento

de la capacidad de un condensador como el ndice de refracci*n de un material transparente.

Con el programa interactivo de esta pgina' experimentaremos con un modelo de sustancia dielctrica consistente en un0mero peque6o' pero suficiente de molculas. Fistinguiremos entre el comportamiento individual de cada molcula' y ecomportamiento de la muestra en su con+unto. Veremos como este comportamiento se a+usta a la denominada ley de3angevin' deducida para un n0mero muy grande de molculas.

Fescripci*n

Undipolo elctricoes un sistema formado por dos cargas iguales q y de signo contrario' separadas una distancia d. 1edefine el momento dipolar p' como un vector cuyo m*dulo es el producto de la carga q por la separaci*n entre cargas d'de direcci*n la recta que las une' y de sentido de la negativa a la positiva.

Los momentos dipolares de algunas molulas se reogen en la siguiente ta!la"

-olculas #omento dipolar $%&'(&C$m

,gua $.&

Jitrobenceno !?.&
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enol ".&

Clor2drico ?."

Lrom2drico &.$

Iod2drico !.?

1obre un dipolo situado en un campo elctrico act0a un par fuer/as cumomento tiende a orientar al dipolo en la direcci*n del campo. 1inembargo' esta tendencia est contrarrestada por la agitaci*n trmicade las molculas. ara cada campo y cada temperatura' tendremos unaorientaci*n medio resultado del compromiso entre ambas tendenciascontrapuestas.

3a energa de un dipolo en un campo elctrico 5 es UR #pS5R #p5cosq

3a polari/aci*n de la sustancia es RJpcosq' donde J es eln0mero de molculas y pcosq

es el valor medio de la componentedel momento dipolar en la direccdel campo. Fe acuerdo con la

f*rmula de la estadsticaclsicadonde exp#UQT% es la probabilidad de que un dipoloest orientado seg0n un ngulo s*lido comprendido entre O y Od5l rea sombreada de la figura' es dOR&WSsinXSdX. 3a integraci*conduce a la siguiente funci*n conocida como ley de 3angevin

Casos partiulares"

Cuando u! la polari/aci*n se puede aproximar a la funci*n

3a polari/aci*n es una funci*n lineal del cociente campotemperatura. 5sta f*rmula es anloga a la ley de Curie para losmateriales paramagnticos

Cuando u!' es decir' para grandes valores del campo o ba+as temperaturas'
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/niveles/niveles.html#Descripci%C3%B3nhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/niveles/niveles.html#Descripci%C3%B3nhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/niveles/niveles.html#Descripci%C3%B3nhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/niveles/niveles.html#Descripci%C3%B3n


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RJp

tiende 2acia un valor constante que es su valor mximo.

Procedimiento:Instalar el iruito de la )igura %* teniendo en uenta +ue la )uente de energ,a* el )o+uito -o led / elmiro amper,metro estar0n en serie. Si utili1ara el led* de!er0 tener en uenta +ue la patita m0s orta

oneta al !orde positi2o del miro amper,metro.

Cierre el iruito* uniendo los e3tremos li!res de los alam!res. 4Se eniende el )o+uito5 46u nos india

esto51i enciende' en ?v y $v.

3tremos

li!res

uente


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Colo+ue las puntas de los e3tremos li!res so!re una pe+ue7a tira de papel de aluminio. 4Se eniende el

)o+uito5 E3pli+ue lo +ue suede.

5l foquito se enciende fuertemente.

Repita el paso anterior* onetando los e3tremos li!res* so!re ada uno de los materiales inorg0nios

proporionados. 8aga una ta!la on todos los materiales inorg0nios utili1ados / preise los materiales

ondutores / los no ondutores de

la eletriidad.#aterial Condutor No Condutor

A19ar 5n ?V prende ba+o8 en K'"Venciende un poco ms8 en $Vun poco ms.

Sal Jo conduce

:i1a Jo conduce

Lat;n 5nciende en ?V y $Vfuertemente.

Esta7o 5n !'" enciende ba+o8 en ?Venciende un poco ms fuerte8en $V enciende fuerte.

Cor


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Repita el paso anterior onetando los e3tremos li!res* so!re ada uno

los materiales org0nios proporionados. 8aga una ta!la on todos losmateriales org0nios utili1ados / preise los materiales ondutores / lo

no ondutores de la eletriidad.

#aterial Condutor No ondutor

Camote 5n ?V' K."V y $V enciendenormal.

#an1ana 5n ?V enciende ba+o' enK." enciende un poco ms

y en $V enciende un pocoms fuerte.

:omate 5n ?V enciende ba+o' enK." enciende un poco ms yen $V enciende msfuerte.

=ana


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Lim;n 5n ?V enciende ba+o' enK." enciende un poco ms yen $V un poco ms fuerte.

>epinillo 5n ?V enciende ba+o' enK." enciende un poco ms y

en $V un poco ms peroba+o..

>apa 5nciende en K." y $V.

Colo+ue los e3tremos li!res en una u!eta de 2idrio omo se muestra en la )igura. :enga uidado de +los e3tremos no


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Jo enciende' ya que el vidrio no es un buen conductor ya que solo es un aislante.

A


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3a sal JaCl% en estado s*lido se encuentra formando una red cristalina de tipo c0bica' donde en cada vrtice estn lostomos de Ja y Cl intercalados.5n soluci*n' la sal se ioni/a en Ja y Cl#' lo que permite el movimiento de los tomos en dic2a soluci*n' as como un flu+ode electrones.5n estado s*lido' la sal no posee cargas positivas ni negativas' y los tomos se encuentran fuertemente enla/ados.Vierta el ontenido de la u!eta en el la2adero / en?uague el reipiente de tal manera +ue pueda repe

el paso anterior* pero a


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Bibliografa

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