Campo Eléctrico, Laboratorio

Objetivos:
a) Demostrar que en el interior de un conductor el campo eléctrico es nulo.
b) Observar para diferentes distribuciones de carga las correspondientes líneas de campo eléctrico.
c) Determinar para diferentes distribuciones de carga las correspondientes superficies equipotenciales.
d) Verificar que las superficies equipotenciales son perpendiculares a las líneas de campoeléctrico.
RESUMEN:
En la práctica que se relata en este informe lleva el nombre de Campo y Potencial Eléctrico, en la cual se demostró que en el interior de un conductor, el campo eléctrico es nulo, midiendo la carga, acercándola a un generador, con un electroscopio y luego enjaulándola con un conductor, constatando que dentro del conductor no existía campo.
También se observó para diferentesdistribuciones de carga las correspondientes líneas de campo eléctrico, usando un retroproyector, el cual arrojaba imágenes de un recipiente acrílico con aceite y pedazos de madera, los cuales con las diferentes distribuciones de carga, cambiaban de posición permitiendo evidenciar las líneas de campo.
Otro de los puntos importantes es que se determinó para diferentes distribuciones de carga lascorrespondientes superficies equipotenciales.
Y mediante la práctica, cálculos y las explicaciones dadas por el profesor y el ayudante, se pudo verificar que las superficies equipotenciales son perpendiculares a las líneas de campo eléctrico.
Dicha práctica se la realizó en los laboratorios de Física del ICF en la Escuela Superior Politécnica del Litoral el día 9 de Noviembre del 2011.
Estapráctica consistía en varios experimentos rápidos de observación, por lo cual no tenemos un porcentaje de error ni tampoco un resultado cuantitativo, pero si tenemos uno cualitativo.
Para la realización de este experimento se utilizaron los siguientes materiales:
1. Generador de Van de Graaff
2. Jaula metálica
3. Electroscopio
4. Retroproyector
5. Cubeta de acrílicos
6.Juego de piezas metálicas
7. Aceite de ricino y esferas de plástico
8. Cables de conexión
INTRODUCCIÓN
El CAMPO ELÉCTRICO, en física, es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.
Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de unafuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación:

LÍNEAS DE CAMPO

Líneas de campo eléctrico correspondientes a cargas iguales y opuestas, respectivamente.
Un campo eléctrico estático puede ser representado geométricamente con líneas vectoriales en dirección de la variación del campo, a estas líneas se las conoce como "líneas de campo". Las líneas vectoriales se utilizan para crear unarepresentación gráfica del campo, y pueden ser tantas como sea necesario visualizar.
Las líneas de campo son líneas perpendiculares a la superficie del cuerpo, de manera que su tangente geométrica en un punto coincide con la dirección del campo en ese punto. Esto es una consecuencia directa de la ley de Gauss, es decir encontramos que la mayor variación direccional en el campo se dirigeperpendicularmente a la carga. Al unir los puntos en los que el campo eléctrico es de igual magnitud, se obtiene lo que se conoce como superficies equipotenciales, son aquellas donde el potencial tiene el mismo valor numérico.
POTENCIAL ELÉCTRICO
El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva q desde la referencia hasta ese punto, divididopor unidad de carga de prueba. Matemáticamente se expresa por:

Considérese una carga puntual de prueba positiva, la cual se puede utilizar para hacer el mapa de un campo eléctrico. Para tal carga de prueba localizada a una distancia r de una carga q, la energía potencial electrostática mutua es:

SUPERFICIE EQUIPOTENCIAL
Una superficie equipotencial es el lugar geométrico de los puntos...