Informe Superficies Equipotenciales

INFORME LABORATORIO DE FÍSICA ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
PRACTICA N° 2 SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES.





1. OBEJTIVOS.

1.1 Objetivo General:
Determinar las superficies equipotenciales para las diversas distribuciones y/o configuraciones de carga y encontrar las magnitudes de campo eléctrico a partir de las líneas equipotenciales.

1.2 Objetivos Específicos:
Dibujar las líneasde campo a partir de las líneas equipotenciales.

Observar la variación del potencial eléctrico producido por distribuciones continuas de carga con diferentes geometrías.

Hallar los puntos de igual potencial y trazar a partir de ellos las líneas equipotenciales.

Hacer una comparación entre la forma geométrica de distribuciones y las líneas de equipotenciales.

A partir de unagráfica de voltaje en función de las coordenadas determinar la magnitud del campo eléctrico






























2. Marco Teórico.


Potencial eléctrico
Una carga eléctrica puntual q (carga de prueba) tiene, en presencia de otra carga q1 (carga fuente), una energía potencial electrostática. De modo semejante a la relación que se establece entre la fuerza y elcampo eléctrico, se puede definir una magnitud escalar, potencial eléctrico (V) que tenga en cuenta la perturbación que la carga fuente q1 produce en un punto del espacio, de manera que cuando se sitúa en ese punto la carga de prueba, el sistema adquiere una energía potencial.

El potencial eléctrico creado por una carga q1 en un punto a una distancia r se define como:



por lo que unacarga de prueba q situada en ese punto tendrá una energía potencial U dada por:



El potencial depende sólo de la carga fuente y sus unidades en el Sistema Internacional son los voltios (V). El origen para el potencial se toma en el infinito, para mantener el criterio elegido para la energía.

Para calcular el potencial en un punto generado por varias cargas fuente se suman los potencialescreados por cada una de ellas, teniendo en cuenta que es una magnitud escalar y que será positivo o negativo dependiendo del signo de la carga fuente.

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Superficie Equipotencial, Y Líneas Equipotenciales.

Las superficies equipotenciales son aquellas en las que el potencial toma un valor constante. Por ejemplo, las superficies equipotenciales creadas por cargas puntuales sonesferas concéntricas centradas en la carga, como se deduce de la definición de potencial (r = cte).




Las propiedades de las superficies equipotenciales se pueden resumir en:

Las líneas de campo eléctrico son, en cada punto, perpendiculares a las superficies equipotenciales y se dirigen hacia donde el potencial disminuye.
El trabajo para desplazar una carga entre dos puntos de una mismasuperficie equipotencial es nulo.
Dos superficies equipotenciales no se pueden cortar.

Líneas equipotenciales:
Las líneas equipotenciales son la representación del potencial eléctrico, dichas líneas son intersectadas por las de campo formando ángulos rectos. Las líneas equipotenciales no tienen ninguna dirección definida. Una carga de prueba situada sobre una línea equipotencial no tiende aseguirla, sino a avanzar hacia otras de menor potencial. Al contrario que las líneas de campo eléctrico, las líneas equipotenciales son siempre continuas.

Superficies equipotenciales para distribuciones cargadas:
a) esférica











b) plana

¿Cómo se pueden determinar las componentes del campo eléctrico con base en la función potencial eléctrico?

Para calcular el campoeléctrico a partir del potencial se utiliza el operador gradiente, de modo análogo a cómo se obtiene la fuerza a partir de la energía potencial:




















3. Desarrollo experimental.

3.1 Materiales y/o equipos.
* Fuente de voltaje DC
* Cables de conexiones,
* Sonda
* Voltímetro
* Cubeta de vidrio
* Agua sal
* Electrodos de diversas geometrías

* Papel...