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Unidad 3. Carga e interacciones eléctricas
Física

Práctica 3
Líneas de campo eléctrico y superficies equipotenciales
Objetivo
Identificar, con el apoyo del laboratorio virtual, las líneas de campo y las superficies
equipotenciales generadas alrededor de cargas puntuales para reconocer conceptos
fundamentales que explican las transformaciones entre electricidad y magnetismo.Investigación previa
1. Investiga los conceptos de carga puntual, carga de prueba, distribución de carga
(lineal, superficial y volumétrica).
2. Averigua las razones por las cuales las líneas de campo eléctrico se originan en las
cargas positivas y las cargas negativas sean un sumidero de líneas de campo
eléctrico.
3. Investiga el postulado de la ley de Gauss para el flujo del campo eléctrico y cómose
relaciona su expresión matemática con las líneas del campo eléctrico.

Introducción
Líneas de campo eléctrico
Una representación esquemática del campo eléctrico se muestra mediante las llamadas
líneas de campo eléctrico, que son líneas imaginarias que se trazan considerando que el
vector campo eléctrico es tangente a la línea en cada punto e indica la dirección del campo
eléctrico endicho punto.
Las líneas de campo muestran semicuantitativamente las propiedades del campo eléctrico,
ya que tienen las siguientes características.
1. Las líneas de fuerza salen de las cargas positivas y entran a las cargas negativas.
2. El número de líneas de fuerza es proporcional al valor de la carga.
3. La densidad de líneas de fuerza (número de líneas de fuerza por unidad de área)
esproporcional al valor del campo eléctrico.

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Física

En una carga puntual positiva, las líneas de campo se originan en el punto donde se
encuentra la carga positiva.

Superficies equipotenciales
De la misma forma que se empleó la representación gráfica del campo eléctrico a través de
las líneas de fuerza, se puede representar el potencialeléctrico mediante las denominadas
superficies equipotenciales, que son los puntos del espacio en los que el potencial eléctrico
tiene un mismo valor, es decir, podemos asumir que una carga eléctrica genera en sus
alrededores un familia de superficies donde el potencial eléctrico es constante; es decir:

V= cte

Una característica importante de las superficies equipotenciales es que sonperpendiculares
a las líneas de fuerza del campo eléctrico en cualquier punto.

Como ejemplo, para una carga puntual, el potencial viene dado por:

V =k Q/r

De igual manera se puede representar como una familia de esferas concéntricas, que en el
centro se encuentra la carga que genera el campo potencial eléctrico.

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Física

Así como en el caso delas líneas de fuerza, el cálculo y visualización de las superficies
equipotenciales es, en general, un proceso complicado, salvo en el caso simple de una única
carga puntual. Por ello en estos casos resulta de gran utilidad disponer de una herramienta
como el laboratorio virtual de electricidad y magnetismo, que nos muestra las superficies
equipotenciales originadas por arreglos de cargaspuntuales.

A continuación se muestran las superficies equipotenciales de una carga puntual
q = 1 microC, colocada en el origen de coordenadas.

Utilizando el laboratorio virtual combinaremos el cálculo de fuerzas eléctricas, campo
eléctrico y potencial eléctrico, mediante el trazado de las líneas de campo y las
superficies equipotenciales para una y varias cargas eléctricas de igual odiferente
signo.

Procedimiento

 Líneas de campo
1. Dentro de la página “simuladores orientados a la educación” de INITE, en la sección
de “Prácticas de física”, en la parte central de la pantalla encontrarás la lista de
prácticas que deberás realizar. Da clic en la columna “Práctica”, sobre el nombre de
la que te corresponde realizar.

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