Laboratorio fisica
Páginas: 13 (3075 palabras)
Publicado: 25 de enero de 2012
LABORATORIO DE FÍSICA
Líneas de fuerza y superficies equipotenciales.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
SEDE MANIZALES
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
OBJETIVOS
* Determinar la densidad de carga y la carga en electrodos planos por métodos experimentales.
* Determinar una familia de superficies equipotenciales a partir de mediciones de la diferencia de potencial.
* Determinarlas líneas de fuerza del campo eléctrico a partir de las líneas equipotenciales.
FUNDAMENTO TEORICO
Una superficie equipotencial es el lugar geométrico de los puntos de un campo escalar en los cuales el "potencial de campo" o valor numérico de la función que representa el campo, es constante. Las superficies equipotenciales pueden calcularse empleando la ecuación de Poisson.
El caso mássencillo puede ser el de un campo gravitatorio en el que hay una masa puntual: las superficies equipotenciales son esferas concéntricas alrededor de dicho punto. El trabajo realizado por esa masa siendo el potencial constante, será pues, por definición, cero.
Cuando el campo potencial se restringe a un plano, la intersección de las superficies equipotenciales con dicho plano se llaman líneasequipotenciales.
Todo cuerpo cargado eléctricamente modifica las propiedades físicas del espacio que le rodea. A cada punto del espacio, se asocia una propiedad vectorial llamada Campo Eléctrico, es decir, el campo eléctrico es una característica del espacio debido a la presencia de cargas eléctricas.
El campo eléctrico en un punto del espacio depende, esencialmente, de la distribución espacialde las cargas eléctricas y de la distancia de éstas al punto donde se desea conocer el campo.
La intensidad del campo eléctrico en un punto del espacio se define como
E= FQ
Una descripción gráfica y cualitativa del campo eléctrico puede darse en términos de las líneas de fuerza; definidas como aquellas curvas para las cuales el vector campo eléctrico es tangente a ellas en todos suspuntos. Estas líneas de campo están dirigidas radialmente hacia la carga si ésta es negativa.
Para trazar las líneas de campo es conveniente considerar que:
a) Son líneas que no pueden cruzarse entre sí.
b) Deben partir de cargas positivas y terminar en las cargas negativas, o bien en el infinito en el caso de cargas aisladas.
c) El número de líneas de campo que se originan enuna carga positiva (o negativa) es proporcional a la magnitud de la carga.
d) La densidad de líneas en una región del espacio es proporcional a la intensidad del campo eléctrico existente allí.
La diferencia de potencial electrostático entre dos puntos dentro de un campo eléctrico se define como el trabajo que debe hacer un agente externo para mover una carga entre estos dos puntos, esdecir,
Wab
Vb - Va = ─
Q
Para dar una descripción general del campo eléctrico en una cierta región del espacio, se puede utilizarun conjunto de superficies equipotenciales, correspondiendo cada superficie a un valor diferente de potencial. Otra forma de cumplir tal finalidad es utilizar las líneas de fuerza y tales formas de descripción están íntimamente relacionadas.
No se requiere trabajo para mover una carga de prueba entre dos puntos de una misma superficie equipotencial, lo cual queda manifestado por la expresión:Wab
Vb - Va = ─
q0
Puesto que Wab debe ser nulo si Va - Vb = 0. Esto es válido porque la diferencia de potencial es independiente de la trayectoria de unión entre los dos puntos aún cuando la misma no...
Líneas de fuerza y superficies equipotenciales.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
SEDE MANIZALES
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
OBJETIVOS
* Determinar la densidad de carga y la carga en electrodos planos por métodos experimentales.
* Determinar una familia de superficies equipotenciales a partir de mediciones de la diferencia de potencial.
* Determinarlas líneas de fuerza del campo eléctrico a partir de las líneas equipotenciales.
FUNDAMENTO TEORICO
Una superficie equipotencial es el lugar geométrico de los puntos de un campo escalar en los cuales el "potencial de campo" o valor numérico de la función que representa el campo, es constante. Las superficies equipotenciales pueden calcularse empleando la ecuación de Poisson.
El caso mássencillo puede ser el de un campo gravitatorio en el que hay una masa puntual: las superficies equipotenciales son esferas concéntricas alrededor de dicho punto. El trabajo realizado por esa masa siendo el potencial constante, será pues, por definición, cero.
Cuando el campo potencial se restringe a un plano, la intersección de las superficies equipotenciales con dicho plano se llaman líneasequipotenciales.
Todo cuerpo cargado eléctricamente modifica las propiedades físicas del espacio que le rodea. A cada punto del espacio, se asocia una propiedad vectorial llamada Campo Eléctrico, es decir, el campo eléctrico es una característica del espacio debido a la presencia de cargas eléctricas.
El campo eléctrico en un punto del espacio depende, esencialmente, de la distribución espacialde las cargas eléctricas y de la distancia de éstas al punto donde se desea conocer el campo.
La intensidad del campo eléctrico en un punto del espacio se define como
E= FQ
Una descripción gráfica y cualitativa del campo eléctrico puede darse en términos de las líneas de fuerza; definidas como aquellas curvas para las cuales el vector campo eléctrico es tangente a ellas en todos suspuntos. Estas líneas de campo están dirigidas radialmente hacia la carga si ésta es negativa.
Para trazar las líneas de campo es conveniente considerar que:
a) Son líneas que no pueden cruzarse entre sí.
b) Deben partir de cargas positivas y terminar en las cargas negativas, o bien en el infinito en el caso de cargas aisladas.
c) El número de líneas de campo que se originan enuna carga positiva (o negativa) es proporcional a la magnitud de la carga.
d) La densidad de líneas en una región del espacio es proporcional a la intensidad del campo eléctrico existente allí.
La diferencia de potencial electrostático entre dos puntos dentro de un campo eléctrico se define como el trabajo que debe hacer un agente externo para mover una carga entre estos dos puntos, esdecir,
Wab
Vb - Va = ─
Q
Para dar una descripción general del campo eléctrico en una cierta región del espacio, se puede utilizarun conjunto de superficies equipotenciales, correspondiendo cada superficie a un valor diferente de potencial. Otra forma de cumplir tal finalidad es utilizar las líneas de fuerza y tales formas de descripción están íntimamente relacionadas.
No se requiere trabajo para mover una carga de prueba entre dos puntos de una misma superficie equipotencial, lo cual queda manifestado por la expresión:Wab
Vb - Va = ─
q0
Puesto que Wab debe ser nulo si Va - Vb = 0. Esto es válido porque la diferencia de potencial es independiente de la trayectoria de unión entre los dos puntos aún cuando la misma no...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.