superficies equipotenciales

SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES

SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES
A: JUSTIFICACIÓN
Los principios electrostáticos se han utilizado en diversas aplicaciones, algunas de las aplicaciones prácticas
incluyen precipitadores electrostáticos (utilizados para reducir el nivel la contaminación atmosférica al quemar
carbón en las plantas de potencia), y en el proceso de la xerografía (fotocopiado), el cual harevolucionado el
proceso de producción de imágenes. Aplicaciones científicas de los principios electrostáticos incluyen los
generadores electrostáticos para acelerar partículas elementales cargadas y el microscopio electrónico, el cual se
utiliza para obtener imágenes de átomos sobre superficies metálicas. En general todas estas aplicaciones tienen
en común una región de un alto campoeléctrico provocado por una gran diferencia de potencial, en la cual se
produce un fenómeno conocido como corona de descarga. En este proceso el medio se vuelve conductor como
resultado de la ionización de las moléculas del mismo en las regiones de altos campos eléctricos. Una importante
aplicación de la descarga eléctrica en los gases es un dispositivo conocido como precipitador electrostático. Esteequipo se utiliza para eliminar partículas de materia de los gases de combustión, con lo cual se reduce la
contaminación del aire, y resulta especialmente útil en las plantas termoeléctricas que utilizan carbón mineral y en
las operaciones industriales que generan grandes cantidades de humo (industrias cementeras por ejemplo). Los
sistemas que se utilizan hoy en día pueden eliminar alrededordel 99% en masa de la ceniza y el polvo del humo.
Por desgracia un alto porcentaje de las partículas más ligeras consiguen escapar y contribuyen en grado
significativo al smog y a la bruma.
B: OBJETIVOS
-

Encontrar la forma de las equipotenciales y las líneas de campo eléctrico para distintas
configuraciones de electrodos.
Trazar líneas equipotenciales en un campo eléctrico generado por doselectrodos constituidos por dos
líneas paralelas (placas paralelas), y por dos círculos concéntricos.
Medir el campo eléctrico en el punto medio de la región entre las dos placas paralelas haciendo uso de
las líneas equipotenciales.
Encontrar la dependencia espacial del potencial eléctrico con la distribución de carga en electrodos
con geometrías iguales y diferentes.

C: NOTA TEORICAPuede decirse que las cargas eléctricas producen “desniveles eléctricos” en el espacio, llamadas diferencias de
potencial: cargas positivas dan lugar a elevaciones de potencial mientras cargas negativas, a depresiones. El
“desnivel eléctrico”, o potencial, se puede representar gráficamente gracias a las llamadas líneas equipotenciales,
similares a las curvas de nivel. Una superficie equipotenciales una superficie tridimensional sobre la cual el
potencial eléctrico V es el mismo en todos los puntos. Por ejemplo, las superficies equipotenciales creadas por
cargas puntuales son esferas concéntricas centradas en la carga. La intersección entre las líneas equipotenciales
y las líneas de fuerza (líneas de campo eléctrico) ocurre en ángulos rectos. En cualquier lugar del espacio donde
hay uncampo eléctrico que, (el cual es vectorial), hay también un campo escalar de potencial eléctrico.
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Figura 1: Superficies equipotenciales de una carga puntual

IMPORTANTE

Cuando una carga se mueve sobre una superficie equipotencial la fuerza
electrostática no realiza trabajo, puesto que la ∆V es nula.

Figura 2: Superficiesequipotenciales para diferentes tipos de electrodos

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Cuando se dibujan las líneas equipotenciales, la separación entre estas, indica la intensidad del campo eléctrico.
Cuanto más juntas están, mayor es el módulo del campo. (Por supuesto, suponiendo que las líneas
equipotenciales se hayan trazado con una diferencia de potencial fija...