Campo Y Potencial Electrico

En Resumen esta experiencia busca analizar el comportamiento del campo eléctrico y las líneas del campo entre objetos cargados opuestamente y cargas puntuales opuestas, a través de un papel conductor, al mismo tiempo que la dirección de este a lo largo de todo el papel en las distintas direcciones posibles.

Introducción

El propósito de esta experiencia es mostrar experimentalmente laspropiedades de las líneas de campo así como su dirección ya sea entre objetos cargados (cargas continuas) y cargas puntuales.

Objetivos

Analizar las líneas de campo eléctrico en una región perturbada por dos electrodos, obtenidas a partir del trazo de las líneas equipotenciales.

Deducir la forma del campo eléctrico de una distribución de carga en el plano,
A partir del diagrama de lineasequipotenciales.


Marco teórico

Campo eléctrico

La descripción moderna de la interacción entre partículas esta basada en el concepto de campo que desarrollo Michael Faraday en la década de 1830.

La distribución de valores sobre una región del espacio recibe el nombre de campo.

Considérese dos cargas puntuales separadas una distancia, se sabe que las partículas interaccionan, se diceque una partícula cargada crea un campo eléctrico en el espacio que la rodea. Una segunda partícula cargada no interacciona directamente con la primera; mas bien responde a cualquier campo que encuentre. En este sentido, el campo actúa como un intermediario entre las partículas.

En un punto dado, la intensidad del campo eléctrico E esta definida como la fuerza por unidad de cargada colocada enese punto, es decir:

E= Lim F/q0 (cuando q0 tiende a cero)

El campo eléctrico E es un vector de posición pues depende de la ubicación de la carga testigo q0. Las cargas crean campos, y estos a su vez ejercen fuerzas sobre otras cargas .Así, la fuerza ejercida sobre una carga testigo q0 en cualquier punto esta relacionada con el campo eléctrico en dicho punto matemáticamente de la siguientemanera:

F=q0E, E = F/q0

Campo eléctrico uniforme

Se dice que un campo eléctrico es uniforme cuando tiene una dirección y una magnitud constante en todas las direcciones alrededor de la carga.




Líneas de campo eléctrico

La presencia de un campo eléctrico puede indicarse dibujando líneas de fuerza eléctrica (líneas de campo eléctrico).

La dirección del campo eléctrico es en ladirección de la fuerza experimentada por una carga de prueba positiva.

Es posible conseguir una representación gráfica de un campo de fuerzas empleando las llamadas líneas de fuerza. Son líneas imaginarias que describen, si los hubiere, los cambios en dirección de las fuerzas al pasar de un punto a otro. En el caso del campo eléctrico, puesto que tiene magnitud y sentido, se trata de una cantidadvectorial, y las líneas de fuerza o líneas de campo eléctrico indican las trayectorias que seguirían las partículas positivas si se las abandonase libremente a la influencia de las fuerzas del campo.

Estas líneas presentan las siguientes propiedades:

La dirección del campo en un punto dado, es la dirección de la tangente a la línea del campo.
Las líneas de campo eléctrico comienzan en lascargas positivas y terminan en las negativas (o en el infinito)
Las líneas se dibujan simétricamente saliendo o entrando a la carga.
El número de líneas que abandonan una carga positiva o entran a una carga negativa es proporcional a la magnitud de la carga.
La densidad de líneas en un punto es proporcional al valor del campo en dicho punto.
A grandes distancias de un sistema de cargas laslíneas de campo están igualmente espaciadas y son radiales como si procediesen de una sola carga puntual igual a la carga neta del sistema.
Las líneas de campo nunca se cruzan.

Potencial eléctrico y diferencia de potencial.

Consideremos una carga testigo o de prueba q0 en el interior de un campo eléctrico E producido por algún sistema de carga. La fuerza sobre q0 es q0E. Puesto que esta...