Fisica Tp 1

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES

Facultad de Ingeniería

FÍSICA II


Trabajo Práctico Nº 1
Líneas de Campo Eléctrico


Resumen

En este trabajo práctico calculamos el campo eléctrico que se genera a partir de la aplicación de una diferencia de potencial, de modo experimental y de modo numérico, también comprobamos algunas de las propiedades de los materiales conductores(lata metálica) al someterlos a campos eléctricos exteriores.
Para el primer caso, obtuvimos los datos en forma experimental en el Laboratorio y para el desarrollo del método numérico utilizamos un programa de simulación (Femm). Obtuvimos resultados diferentes con cada método, pero que consideramos correctos para el ámbito en el que trabajamos, propenso a cometer errores.
Para el segundo caso,obtuvimos los datos de 10 mediciones en las cercanías de la lata y para el desarrollo numérico utilizamos el mismo programa de simulación que en la primera experiencia.

Introducción


Por definición, sabemos que cuando un campo vectorial Ē, en nuestro caso el campo eléctrico, es conservativo podemos encontrar la función potencial V tal que:


[pic];
en cartesianas:

dV=(∂V/∂x) dx + (∂V/∂y) dy + (∂V/∂z) dz ;

finalmente obtenemos que:

Ē= −∇V .


Método experimental

Para llevar a cabo la práctica en el Laboratorio utilizamos:

-Cuba con agua
-Electrodos
-Fuente
-Papel milimetrado
-Voltímetro


Esquema de trabajo:


[pic]
Figura 1:Dispositivo experimental utilizado


Bajo una cuba con agua de red colocamos, de manera tal que quede centrada, una hoja milimetrada con un sistema de referencia previamente definido. Se distribuyeron los electrodos en dos vértices opuestos de la cuba y se conectó cada electrodo a las terminales de la fuente, después se ajustó la misma a 12 volts de salida. Por otro lado, se conectó elvoltímetro a la fuente por un lado, y el otro se utilizó para medir el potencial electrostático en los diferentes puntos de la cuba, de manera que el voltímetro marcara potenciales positivas.




Se realizaron mediciones de la diferencia de potencial cada 2cm a lo largo de toda la cuba. Para poder marcar las curvas de equipotenciales de 2V, 4V, 6V, 8V y 10V tomamos varios puntoscon el mismo potencial para poder trazar la curva aproximada. Dichas mediciones, junto con sus respectivas coordenadas fueron anotadas en otra hoja milimetrada igualmente diagramada. Durante las mediciones, controlamos que el potencial de la fuente sea el mismo ya que a medida que realizábamos las mediciones el potencial de la fuente disminuía y lo ajustábamos regularmente.


Una vezconcluida la experiencia de laboratorio, nos encargamos del procesamiento de datos para calcular las magnitudes objetivo empleando distintos métodos.



Resultados y Análisis

Con los datos de diferencia de potencial obtenidos en el laboratorio armamos una tabla con datos de componentes y valor de campo eléctrico en puntos de la cuba distribuidos a lo largo de ella. Estos resultados fueronobtenidos a partir del método de aproximación centrada (ver apéndice 1). En la misma también incluimos los errores[1] absolutos de las variables calculadas (ver apéndice 2).





Tabla de valores para usando el método analítico

x |x |x |9,29 |8,42 |7,58 |6,93 |6,43 |6,02 |5,73 |5,52 | |x |x |x |9,9 |8,4 |7,58 |6,92 |6,38 |5,96 |5,67 |5,5 | |x |x |9,07 |8,92 |7,9 |7,22 |6,54 |6,1 |5,71|5,42 |5,26 | |x |9,82 |9,08 |8,18 |7,4 |6,72 |6,18 |5,66 |5,32 |5,03 |4,92 | |8,61 |8,44 |7,94 |7,31 |6,67 |6,13 |5,58 |5,15 |4,87 |4,62 |4,43 | |7,45 |7,27 |6,94 |6,44 |5,96 |5,45 |4,96 |4,56 |4,24 |4,05 |3,93 | |6,44 |6,24 |6,01 |5,59 |5,21 |4,71 |4,28 |3,91 |3,62 |3,43 |3,32 | |5,55 |5,4 |5,18 |4,79 |4,61 |3,98 |3,55 |3,22 |2,98 |2,75 |2,64 | |4,78 |4,63 |4,41 |4,03 |3,72 |3,28 |2,88 |2,45...