Laboratorio_Superficies Equipotenciales

7/31/2019 Laboratorio_Superficies Equipotenciales

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Laboratorio de Fsica III

Laboratorio N 2: SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES

1.1.Trazar experimentalmente lneas equipotenciales y de campo elctrico generado por doselectrodos cargados elctricamente.

1.2.Examinar la naturaleza del campo elctrico () mediante el trazo de lneas equipotencialescorrespondientes a una distribucin de carga.

Toda partcula que tenga carga elctrica Q, genera en el espacio un campo elctrico . Si una carga elctrica deprueba q est dentro de la regin donde existe el campo elctrico , entonces sobre ella actuar una fuerza elctrica dada por

As entonces el campo elctrico se define como aquella regin del espacio en la que

cualquier carga de prueba situada en un punto de dicha regin experimenta unafuerza elctrica, es decir

Una descripcin grfica y cualitativa del campo elctrico puede darse en trminos de las lneas de campo, definida

como aquellas curvas para las cuales el campo elctrico es tangente a ella en todos sus puntos. Las lneas de campoestn dirigidas radialmente hacia afuera, prolongndose hacia el infinito, para una carga puntual positiva, y dirigida

radialmente hacia la carga si est en negativa.

Una configuracin de dos cargas elctricas puntuales iguales y opuestas muy prximas entre s, es llamado dipolo

elctrico. La carga total del dipolo es cero, a pesar de la cual genera un campo elctrico. La intensidad de ese campo

est determinada por el momento dipolar , que viene dado por el producto del valor de las cargas por la distancia

entre ambos.

Sabemos que una carga Q produce un campo elctrico, entonces una carga de prueba q

ubicada en cualquier punto del campo soporta una fuerza. Luego el trabajo necesario

para mover la carga de prueba q entre los puntos A y B las cuales se encuentran a

diferentes distancias de la carga Q, viene dado por

Donde Ves la diferencia de potencial, Wes el trabajo realizado y q es la carga de prueba. La unidad en el SI para la

diferencia de potencial es el voltio (V).


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Si , entonces , lo cual implica la presencia de una superficie equipotencial, es decir, no existe eltrabajo elctrico. As mismo, el que , indica que en dicho punto el campo elctrico es perpendicular alelemento de una trayectoria tomada sobre una superficie equipotencial.

Por lo tanto, las superficies equipotenciales son aquellos puntos del campo elctrico que tienen el mismo potencial

elctrico, formando un lugar geomtrico en la regin del campo elctrico.

Fuente de voltaje DC Multmetro Electrodos de cobre Cubeta de vidrio Cables de conexin Sulfato de cobre Papel milimetrado

4.1.Armar el equipo como se muestra en el diseo experimental

4.2.Pegar en la base de la bandeja de vidrio una hoja de papel milimetrado.4.3.Coloque los electrodos dentro de la cubeta, teniendo en cuenta que sean equidistante del centro del papel

milimetrado.

4.4.Agregue sulfato de cobre en la cubeta hasta cubrir los electrodos (1 cm de profundidad aproximadamente).4.5.Encienda la fuente y gire la perilla hasta que marque 10 V, luego apague la fuente.4.6.Ahora conecte dos cables de conexin para medir voltaje en el voltmetro de modo que el cable del electrodo

negativo se conecte con el respectivo electrodo negativo que est en la cubeta con sulfato de cobre. El otro

electrodo positivo va a corresponder a nuestra punta de prueba y por lo tanto corresponde al cable deconexin que termina en punta, la cual se deja libre y es con la cual variaremos la posicin sobre la cubeta para

medir el respectivo voltaje en cada posicin.

4.7.Tome ahora una de las plantillas impresas previamente por usted y marque en ella la posicin de los doselectrodos. Los puntos marcados en ella le permitirn ubicar de manera adecuada los puntos sobre la cubeta en

su circuito para los cuales la DIFERENCIA DE POTENCIAL con respecto al electrodo NEGATIVO es

siempre la misma.


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4.8.Ahora si encienda la fuente ya calibrada en 10 V. En este punto tenga en cuenta de que NUNCA los doselectrodos que provienen de la fuente tengan contacto directo entre s. Observe ahora que al mover lapunta de prueba de su electrodo positivo proveniente del voltmetro indica el valor del voltaje en cada regin

de la superficie sobre la placa. Busque entonces con la punta de prueba inicialmente regiones alrededor delelectrodo negativo que indiquen un voltaje de 2V. Traslade y marque con un lpiz sobre la cuadricula de papel

esos puntos. Identifique tantos puntos como sea necesario con ese voltaje que le permitan a usted

posteriormente dibujar la lnea equipotencial formada para ese valor de 2V.

4.9.Repita el mismo procedimiento anterior para 3V, 4V, 5V, 6V, 7V y 8V.

1. Usted ha construido lneas equipotenciales separadas por la misma diferencia de potencial. Estn estas lneasregularmente separadas siempre? Cmo se interpreta su mayor o menor separacin con respecto al campo

elctrico?

2. Cmo varia el potencial sobre la superficie del electrodo?3. Qu utilidad prctica cree Ud. que tiene conocer las equipotenciales?4. Qu ocurre si se cambia la polaridad de los electrodos? Cambian de forma las equipotenciales?5. Qu ocurrira si los electrodos se polarizan con una seal alterna?

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