Mapeo de campo eléctrico

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PRÁCTICA 1 MAPEO DE UN CAMPO ELÉCTRICO
OBJETIVO • Observar el espectro del campo eléctrico en un plano (producido por una distribución de carga)obtenido a partir de la visualización de las líneas equipotenciales y el trazado de las líneas de campo.-. • • • Determinar las características del campo eléctrico entre dos placas paralelas. Calcular el campo eléctrico entre las dos placas. Determinar el campo dentro de un conductor.

METODOLOGÍA Dada una distribución de carga, se determinan las posiciones de los puntos de igual potencial,trazándose a través de ellos una línea equipotencial, generándose así una familia de líneas equipotenciales. A partir de estas es posible graficar las líneas de campo eléctrico asociadas. FUNDAMENTOS TEÓRICOS campo Representación del campo eléctrico. Líneas de Fuerza El espacio que rodea a uno o varios cuerpos cargados eléctricamente es perturbado por su presencia; a ésta perturbación la denominamos campoeléctrico, y tiene la propiedad de ejercer acciones mecánicas sobre cargas eléctricas colocadas en él. El campo puede medirse con dos magnitudes diferentes: 1. Una magnitud vectorial, la intensidad de campo eléctrico 2. Una magnitud escalar, el potencial eléctrico V . La distribución de potenciales en un campo eléctrico puede representarse gráficamente por medio de superficies equipotencialesconvenientemente elegidas (una superficie equipotencial es el lugar geométrico de los puntos del espacio que tienen igual potencial eléctrico) Las fuerzas de campo eléctrico no realizan trabajo sobre una carga cuando ésta se mueve sobre una superficie equipotencial. Para que el trabajo sea nulo, las fuerzas eléctricas deben ser perpendiculares al desplazamiento.

ur E.

La consecuencia de estoes que las fuerzas eléctricas deben ser perpendiculares a las superficies equipotenciales. Como el vector también será perpendicular a las superficies equipotenciales

ur E tiene la dirección de las fuerzas eléctricas,

En un ejemplo sencillo, si el campo es uniforme las líneas de fuerza serán paralelas entre sí, y entonces las superficies equipotenciales serán planos paralelos entre sí yperpendiculares a las líneas de fuerza. En el laboratorio estudiaremos un campo eléctrico distribuido en una superficie plana, en lugar de hacerlo en un espacio de tres dimensiones. En ese caso más sencillo, las superficies equipotenciales se transforman en líneas equipotenciales contenidas en el plano. Estas líneas equipotenciales deben ser, por el análisis anterior, perpendiculares a las líneas defuerza. Para comprender mejor el diagrama de un campo cualquiera, recuerde que dos curvas son perpendiculares en un punto cuando son perpendiculares sus respectivas tangentes en ese punto. En los esquemas siguientes se representan algunas configuraciones de diferentes campos eléctricos.

En los esquemas siguientes se representan algunas configuraciones de diferentes campos eléctricos. Las líneasde fuerza se señalan con trazos llenos mientras que las líneas equipotenciales con trazos punteados

RELACIÓN ENTRE DIFERENCIA DE POTENCIAL E INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO En un campo uniforme de intensidad Como el campo ejerce una fuerza FE una fuerza externa

ur E , queremos trasladar una carga positiva q en equilibrio

(con velocidad constante) desde el punto A hasta el punto B.

uuruu r F externa opuesta a la anterior. ur Sabemos que el trabajo que realiza F será:
TAB = F .d = (VB − VA ).q
VB − VA = E.d
entonces

ur = q.E , para llevar la carga en equilibrio habrá que ejercer

F .d VB − VA = q

y como

ur ur F E= quedará que q

En la figura, el punto B debe tener mayor potencial que el punto A, ya que el trabajo

Campo eléctrico E Fuerza eléctrica FE +...