Superficies equipotenciales

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INFORME CAMPO ELECTRICO Y SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES

RESUMEN: Se llevo a cabo un análisis experimental en el que se determinó los puntos (X, Y) sobre el plano que están al mismo potencial eléctrico, en regiones que contienen dos electrodos puntuales, u n electrodo puntual y otro circular, y electrodos paralelos. Las terminales de una fuente D.C están conectadas a los electrodos durante larealización de cada experimento

PALABRAS CLAVES: Campo eléctrico, Potencial eléctrico, Electrodos, Superficies equipotenciales.

INTRODUCCIÓN: En este informe se pretende determinar la configuración de líneas de campo para diferentes superficies equipotenciales, y las condiciones de fronteras de las mismas.
Así mismo se pretende establecer mediante un análisis experimental los puntos en elplano que estén en el mismo potencial eléctrico y analizar la relación entre este y el campo eléctrico en cada montaje.
Se demuestra la importancia de las diferentes ubicaciones y formas de los electrodos en cada sistema y como cambia las fronteras de los campos y las superficies equipotenciales en cada uno de los diferentes procedimientos.

MODELO TEÓRICO: Las líneas de campo nos ayudan avisualizar los campos eléctricos. De manera semejante, el potencial en diversos puntos de un campo eléctrico se puede representar gráficamente mediante superficies equipotenciales, que son superficies tridimensionales sobre las cuales el potencial eléctrico V es el mismo en todos los puntos.
En una región donde está presente un campo eléctrico se puede construir una superficie que pase por cualquierpunto.
Ya que la Energía Potencial no cambia cuando una carga de prueba se traslada sobre una superficie equipotencial, el campo eléctrico no puede realizar trabajo sobre esta carga. Se sigue que E debe ser perpendicular a la superficie en todos los puntos para que la fuerza eléctrica que sea en todo momento perpendicular al desplazamiento de una carga que se mueve sobre la superficie. Con esto sepuede concluir que: LAS LINEAS DE CAMPO Y LAS SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES SON SIEMPRE MUTUAMENTE PERPENTICULARES

DESARROLLO EXPERIMENTAL

El montaje básico de esta experiencia contaba con una cubeta de plástico con agua y electrodos de diferentes formas que se colocaban dentro de esta.

En el primer procedimiento se ubicaron los electrodos negativo y positivo en los puntos (-5,0) y (4,0)sobre el plano, respectivamente. Se ajustó un voltaje de 20 voltios, se fijó una de las terminales del voltímetro, primero en el electrodo negativo y luego en el positivo, se prendió la fuente y se iba moviendo lentamente la otra terminal del voltímetro con el fin de encontrar los puntos (X, Y) sobre el plano en los cuales el potencial eléctrico (previamente escogido) fuera el mismo.
Se repitióeste experimento para ocho diferentes valores de potencial
En el procedimiento dos se modificó la forma de los electrodos, en este caso se trabajó con un electrodo puntual y otro circular, ubicando el puntual dentro del circular y conectando cada uno de estos a la fuente, siendo el del centro el positivo.
Se dejó una terminal del voltímetro fija en el electrodo puntual y se tomaron las diferenciasde potencial correspondientes a las parejas (R, θ) tal como lo indica la Tabla 2.

En el procediendo tres se cambió en el montaje básico los electrodos por dos láminas paralelas. Se separaron estas una distancia de 5 cm y se midió las diferencias de potenciales tanto en la región comprendida entre las placas como por fuera de ellas.

Durante el experimento se tomaron los siguientes datos:TABLA 1

VOLT P(X,Y) |V1=3 |V2=3.5 |V3=4 |V4=5 |V5=5.7 |V6=7 |V7=7.5 |V8=8 | |1 |(-3,0) |(-2.2,0) |(-2.1,0) |(-1,4) |(0.5,0) |(1.2,0) |(2.5,0) |(3,0) | |2 |(-3,1) |(-2.3,1) |(-2.2,1.9) |(-0.8,1) |(0.5,-1) |(2.5,1.3) |(3,1) |(3,1) | |3 |(-4,1.5) |(-4,2.5) |(-4,3) |(-0.8,-3) |(0.5,-2) |(4,2.4) |(4,1.5) |(4,1) | |4 |(-5.5,1.5) |(-6,2) |(-8,4) |(-0.8,-8) |  |(6,2) |(5.5,1.5) |(4.6,0.8) | |5 |(-6,0)...
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