Practica de fisica experimental

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“CAMPO ELECTRICO Y POTENCIAL ELECTROSTATICO”

En la presente práctica se llevaron a cabo tres experimentos, en los cuales se observaron y analizaron los fenómenos de “Detección del campo eléctrico indirectamente”, “la materialización de las líneas de fuerza” y “el comportamiento de un campo eléctrico en las cercanías de un campo electrostático”. Fue una gran experiencia, ya que utilizando elpoder de análisis y reflexión, se pudo obtener la magnitud del campo eléctrico en un dispositivo simple y sencillo, así como su potencial eléctrico. De igual forma, se visualizo claramente las líneas de campo eléctrico que rodeaban un electrodo de carga negativa, cosa curiosa, ya que se sabe que estas líneas son invisibles, pero de este modo pudimos comprobar que si existen, que son medibles y queproducen energía.

Palabras clave: Campo eléctrico, potencial eléctrico, líneas de fuerza de campo eléctrico, energía, trabajo.

INTRODUCCION TEORICA

CAMPO ELECTRICO

El campo eléctrico es un concepto similar al de campo gravitacional. En ambos existe una fuerza que actúa a distancia, lo que no fue fácil de aceptar para los pensadores antiguos. La idea de campo se extiende de toda cargahacia fuera e invade todo el espacio. Cuando se coloca una segunda carga cerca de la primera, “siente” una fuerza debida a que el campo eléctrico esta allí. Se considera que el campo eléctrico en el lugar de la segunda carga interactúa directamente con esa carga para producir la fuerza.

En otras palabras, el campo eléctrico es una propiedad del espacio que rodea a una carga eléctrica y conformaun espacio vectorial, de tal manera que todo punto perteneciente a dicha región se caracteriza por un vector denominado campo eléctrico.

Se puede medir y cuantificar el campo eléctrico que rodea una carga, un grupo de cargas o una distribución continúa de cargas, midiendo la fuerza sobre una carga de prueba positiva y pequeña. Por carga de prueba debe entenderse una carga positiva tan pequeñaque no altere la distribución de las demás cargas, que son las que provocan el campo que se esta midiendo.

Supongamos una carga única Q, a la cual deseamos medir su campo eléctrico, mediante la colocación de una carga de prueba q (positiva y pequeña) en los puntos a, b y c

Sabemos que las fuerzas se dirigen radialmente hacia fuera de Q y que su magnitud esta dada por la Ley de Coulomb.

Elcampo eléctrico en cada uno de esos puntos a, b y c se define en términos de la fuerza sobre esa carga de prueba q.

El campo eléctrico se representa por E, en cualquier punto del espacio, se define como la fuerza F que ejerce sobre una carga de prueba en ese punto, dividida entre la magnitud q de esa carga de prueba:
E = F/q

Notemos que esta definición es similar a la de campogravitacional, en que g es el campo gravitacional y Fg es la fuerza gravitacional que actúa sobre una masa de prueba m:
g= Fg/m

Con esta definición, vemos que la dirección de campo eléctrico en cualquier punto del espacio se define como la dirección de la fuerza sobre una carga positiva de prueba en ese punto. La magnitud de campo eléctrico es la fuerza por unidad de carga, de modo que E se mide enNewton/Coulomb (N/c).

Muchos fenómenos eléctricos se relacionan con al transferencia de grandes cantidades de energía. Por ejemplo, cuando un relámpago proveniente de una nube choca contra la Tierra se libera una energía de 108 J en forma de luz, sonido, calor y onda de choque. ¿De dónde proviene esta energía y como se almacena en las nubes? Es así, pues, que hay que considerar la energía relacionadacon las fuerzas eléctricas. La ley de la fuerza electrostática es:
F = k q1 q2
r2

Energía potencial eléctrica
Para obtener la energía generada por la interacción de dos fuerzas eléctricas, teniendo en cuenta que la fuerza electrostática es conservativa, se puede calcular el cambio de energía potencial cuando una carga q2 pasa por el punto a al punto b, sometida a la fuerza...
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