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OBJETIVOS

• Determinar la forma de las líneas equipotenciales
• Demostrar experimentalmente que las líneas equipotenciales son paralelas entre si, y a su vez perpendiculares a las del campo eléctrico.

I. FUNDAMENTO TEÓRICO

a) Campo Eléctrico

Existen muchos ejemplos de campos, por ejemplo el flujo de agua de un río es un campo de vectores, llamado campo de flujo. Cada punto en el agualleva asociado consigo una cantidad vectorial, la velocidad con la cual pasa el agua por el punto. A los puntos cercanos ala superficie terrestre se le puede asociar también un vector de intensidad gravitacional.
El espacio que rodea a una varilla cargada parece estar afectado por la varilla, y a éste espacio lo denominamos campo eléctrico.
[pic]
Esto es, si colocamos una carga q1, éstaproduce un campo eléctrico en el espacio que lo rodea. Ahora si colocamos, esta vez, una carga de prueba q2, ésta experimentaría una fuerza. Se deduce que el campo juega un papel intermedio en las fuerzas que obran entre las cargas. Entonces podemos decir que el campo eléctrico está íntimamente ligado a la distribución de cargas que lo denominaremos [pic]

[pic]
Con todo esto, se define al CampoEléctrico utilizando el método operacional, como un vector que sólo requiere conocer la distribución de cargas [pic].
[pic]
b) Potencial Eléctrico
Una distribución de carga produce un campo eléctrico [pic], esta información es hasta cierto punto un poco incompleta y complicada de manejar, esto nos lleva a tratar de encontrar una magnitud que nos exprese en forma sencilla cómo una distribución decarga puede modificar su espacio de entorno.
Analicemos si el campo electrostático [pic]es un campo conservativo. Es decir, para una fuerza [pic]existe una función escalar U tal que cumple con la siguiente condición:
[pic]
Entonces: [pic]
Para el caso más general:
[pic]

[pic]
Y ahora éstos resultados demuestran la expresión (1), con lo que se demuestra también que el campo [pic]esconservativo, ya que [pic], es decir justificamos la existencia de una función escalar U=V tal que [pic]= [pic].
Por lo tanto la propiedad conservativa de [pic]nos proporciona una función escalar V para evaluar los efectos de [pic].
La pregunta es inmediata, ¿qué interpretación toma V?. Si hacemos el producto escalar con un [pic]e integramos obtendremos:
[pic]= [pic][pic]
[pic]
De acuerdo con loanterior, como existen infinitas soluciones de V([pic]) debido a V([pic]), lo que será importante a la postre serán los [pic].
Analizando el V([pic]) para una carga puntual en el origen:
[pic]

c) Líneas de Fuerza

Son líneas imaginarias que representan la trayectoria de una partícula cargada si es que fuese colocada en algún campo eléctrico.
Las líneas de fuerza presentan las siguientescaracterísticas:

• comienzan en las cargas positivas y terminan en las negativas.
• La densidad de líneas es proporcional al valor del campo.
• No existe intersección entre las líneas de fuerza resultantes.
• La tangente a la línea en cualquier punto es paralela a la dirección del campo eléctrico en ese punto.

La forma de las líneas de fuerza depende exclusivamente de la distribución de carga.
d)Curvas Equipotenciales

Las líneas de fuerzas y las superficies equipotenciales forman una red de líneas y superficies perpendiculares entre si. En general las líneas de fuerzas de un campo son curvas y las equipotenciales son superficies curvas. Podemos afirmar asimismo, que todas las cargas que están en reposo e un conductor, entonces la superficie del conductor siempre será una superficieequipotencial.
II. MATERIALES Y EQUIPO

• Fuente de plástico, milimetrada por el fondo, donde
• 20g. de cobre diluido.
• Fuente de Poder D.C de 3V.
• Electrodos tipo punto, circulares, y paralelas.

[pic]

[pic]

III. PROCEDIMIENTO

➢ Vertemos 20g. de Cobre diluido en la fuente de plástico.
➢ Conectamos y la fuente y ajustamos a un voltaje de 2 voltios.
➢ Colocamos los...