campo magnetico y potencial

UTEM

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA METROPOLITANA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
LABORATORIO DE FÍSICA

LABORATORIO DE FÍSICA II
FIS 621
EXPERIENCIA N° 3
CAMPO Y POTENCIAL ELECTROSTÁTICO
1.- OBJETIVOS
 Determinar la función potencial y la función campo eléctrico para distintas
configuraciones de electrodos.
 Visualizar el mapa de líneas o superficies equipotenciales para distintasconfiguraciones de electrodos conectados a una fuente de poder e inmersos en un
medio líquido.
 Determinar la relación geométrica entre línea equipotencial y línea de campo
eléctrico.
2.- INTRODUCCIÓN
El campo eléctrico en un punto dado del espacio está relacionado con la fuerza eléctrica
que se ejerce sobre una carga de prueba q 0 colocada en ese punto. Si en ese punto del
espacio existe un campoeléctrico E (x, y, z) sobre la carga de prueba colocada en ese
punto actuará una fuerza eléctrica F , donde se cumple que:

F  q0 E

(1)
Por otra parte, el potencial eléctrico V, está relacionado con el trabajo W, que se debe
realizar para llevar una carga de un punto A a un punto B, en otras palabras, el cambio
de potencial entre A y B será:

V( A, B )  V B  V A 

W( A , B )
q0

;(2)

La variación del potencial entra dos puntos se puede expresar como:

dV  

dW
1
  F  d l  E  d l
q0
q0

(3)

La función V es llamada potencial eléctrico o simplemente potencial. Al igual que el
campo eléctrico, V es función de la posición, pero con la diferencia que el potencial es una
función escalar y el campo eléctrico es una función vectorial, sin embargo ambasson
propiedades del espacio que no dependen del valor de la carga.
Al expresar las componentes del campo eléctrico en función del potencial eléctrico se
tiene que:

Ex  

dV
dV
dV
;Ey  
;Ez  
dx
dy
dz

(4)

Entonces, el campo eléctrico E (x,y,z) es el gradiente negativo del potencial.

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o en forma general

 V ˆ V ˆ V
E  V  
i
j
y
z
 x


kˆ 


(5)

En una región donde existe un campo eléctrico, las superficies cuyo potencial tiene el
mismo valor se denominan superficies equipotenciales, es decir, la diferencia de potencial
entre dos puntos de una superficie equipotencial es cero.

Cuando una carga se desplaza un dl sobreuna superficie equipotencial, el cambio en el
potencial es:

 
dV  E  dl  0

(6)
por lo tanto, las líneas de campo eléctrico que emanan desde una superficie equipotencial
son perpendiculares a la superficie.
3.- CONOCIMIENTOS PREVIOS
Previo a la realización del laboratorio usted debe saber:
o
o
o
o
o
o
o

Explicar que es una superficie equipotencial.
Concepto de CampoEléctrico
Concepto de Potencial
Explicar que son las líneas de fuerza
Rectificación de curvas
Ajuste de curvas
Encontrar e interpretar la relación funcional entre dos variables

4.- DESARROLLO EXPERIMENTAL
Materiales
1) Una fuente de corriente DC
2) Un multimedidor
4) Una cubeta.
5) Punta de prueba
6) Un frasco con agua.
7) Hoja milimetrada plastificada.
8) Electrodos planos y electrodoscirculares.
9) Soportes para los electrodos.
10) Cables de conexión.
11) Sonda de voltaje.

4.1 ELECTRODOS PLANOS

V

+

FP

Fig. 1

a) Estudio Cualitativo
1. Arme el circuito de la figura 1, coloque frente a frente dos electrodos planos
separados una distancia de 10 cm. dentro de la cubeta. Conecte los electrodos
a la fuente DC, instale el voltímetro y vierta agua en la cubeta.14

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2. Con la sonda del voltímetro proceda a ubicar una línea equipotencial, mida en 3
puntos distintos, anote las coordenadas y el potencial respectivo.
3. En una hoja milimetrada a escala real, marque estos puntos y únalos con una
línea continua. Esta es una línea equipotencial que...