Condensadores

Introducción

En la segunda experiencia describiremos el comportamiento de un campo eléctrico y su relación con el potencial eléctrico a través de un método gráfico (experimental), el cual se basa en los conceptos de líneas de campo y de superficies equipotenciales.

Este método grafico nos servirá para darnos cuenta y comprobar experimentalmente como se comporta un campo eléctrico a travésde distribuciones de carga continuas, además de observar y calcular el potencial eléctrico en diferentes puntos del sistema o espacio en el cual estamos trabajando.

Para realizar la experiencia se deben tener claros algunos conceptos fundamentales, los cuales serán descritos en el fundamento teórico. Estos conceptos son: Campo Eléctrico, Líneas de Campo, Líneas Equipotenciales, PotencialEléctrico, Conductores, entre otros.

Objetivos

Los principales objetivos de la experiencia son:

Graficar campos eléctricos mediante líneas de campo eléctrico y líneas equipotenciales y calcular el campo eléctrico para los diferentes puntos.

Mostrar experimentalmente algunas propiedades de los campos y superficies en cuerpos conductores en equilibrio electrostático.

Fundamento TeóricoComo se mencionó anteriormente, se deben tener presente algunos conceptos que serán aplicados en la experiencia…

Campo Eléctrico.
Se dice que un campo eléctrico existe en un punto, si una carga de prueba en reposo situada en ese punto experimenta una fuerza eléctrica. Lo que es equivalente a la siguiente expresión:

Donde F, es la fuerza eléctrica experimentada por la carga de prueba.
Q esla magnitud de la carga de prueba.
Además E y F son magnitudes vectoriales.
El campo eléctrico E, tiene unidades de SI de Newton/Coulomb.

Carga de Prueba.
Es una carga puntual positiva que se utiliza para medir el campo eléctrico en algún punto, es en dicho punto donde se pone la carga de prueba.

Líneas de Campo.
Es una forma gráfica de visualizar los patrones del campo eléctrico,estas líneas continuas apuntan en la misma dirección del campo eléctrico. Se relacionan con el campo eléctrico en cualquier región del espacio de la siguiente manera:

El vector de campo eléctrico E, es tangente a la línea del campo eléctrico en cada punto.
El número de líneas por unidad de área a través de una superficie perpendicular a las líneas es proporcional a la magnitud del campo eléctricoen esa región. Así, E es mas grande cuando las líneas de campo están mas cercanas entre si y es pequeño cuando están apartadas.
Las reglas para dibujar estas líneas son las siguientes:

Las líneas deben empezar en una carga positiva y terminar en una carga negativa.

El número de líneas dibujadas saliendo de una carga positiva aproximándose a una carga negativa, es proporcional a la magnitudde la carga.

Ningún par de líneas de campo puede cruzarse.

Líneas Equipotenciales.
Es un conjunto de puntos las cuales poseen el mismo potencial eléctrico. Las líneas equipotenciales son perpendiculares a las líneas de campo eléctrico.

Conductor Eléctrico.
Son materiales en que las cargas eléctricas se mueven con bastante libertad. Dentro de un conductor existe equilibrioelectroestático.

Potencial Eléctrico.
En general, el potencial se define como el trabajo realizado para trasladar un objeto de un punto a otro. En particular el Potencial Eléctrico del punto A al punto B, se define como el trabajo realizado para trasladar una carga positiva unitaria q de un punto a otro, desde B hasta A.

Donde W es el trabajo eléctrico.
El Potencial eléctrico se mide enJoule/Coulomb, o bien en Volts.

Materiales y Montaje

Materiales.
Cubeta de ondas.
Electrodos de cobre.
Voltímetro.
Fuente de tensión de corriente continua.
Papel milimetrado.
Cables de conexión.
Puntas de prueba del voltímetro.
Transformador.

Montaje.

Montaje del Circuito.

Procedimientos y Mediciones.

Procedimiento

El primer paso es nivelar la cubeta, fijando sus soportes con...