Campo electrico entre dos placas

CAMPO ELECTRICO A PARTIR DEL POTENCIAL ELECTRICO

A.- OBJETIVO.
* Estudiar la configuración del campo eléctrico producido en el espacio comprendido entre dos electrodos.
* Verificar las superficies equipotenciales.
* Encontrar la relación entre V (diferencial de potencial) y d (distancia entre las placas).
B.- FUNDAMENTO TEÓRICO.
La conducción electrolítica es debida a laexistencia de iones en la solución de sulfato de cobre. El movimiento de los iones bajo la acción de un campo eléctrico exterior crea una corriente eléctrica en el electrolito.
El potencial de un campo eléctrico es una función que varía de un punto a otro. El lugar geométrico de los puntos de igual potencial se denomina superficie equipotencial.
La intensidad del campo electrostático es lamisma para todos los puntos que se hallan entre las placas de cobre y de dirección perpendicular a ellos. Estas placas paralelas de potencial V1 y V2, separadas a una distancia “d” están en relación directa a la intensidad de campo eléctrico mediante la relación:


En el caso de un campo electrostático variable la intensidad del campo eléctrico es igual al gradiente del potencial Vtomado con signo negativo.
E=-gradV,

Ex= -∂V∂x , Ey= -∂V∂y , Ey= -∂V∂y
El signo negativo se debe a que la intensidad del campo E va en sentido contrario a la normal n paralela a las líneas de fuerza.

C.- EQUIPO Y MATERIALES.
* 1 Fuente DC.
* 1 Potenciómetro (máx.1(A)).
* 1 Voltímetro (0 – 1’.5(V)).
* 1 Amperímetro (0 – 0.3 (A)).
* 1 Cubeta electrolítica.
* 2 Electrodos de cobre.
* 1 Punta exploradora.
* Cables de conexión.
* Solución de sulfato de cobre (baja concentración).

D.- DIAGRAMA DE INSTALACIÓN.

1. Fuente.
2. Resistencia variable.
3. Amperímetro (A).
4. Voltímetro (V).
5. Placas de Cobre.
6. Punta exploradora.
7. Cubetaelectrolítica.







E.- PROCEDIMIENTO Y DATOS EXPERIMENTALES.
1. En un papel milimetrado dibuje los ejes coordenados (X,Y).
2. Coloque la cubeta electrolítica sobre el papel de tal manera que el centro de la cubeta coincida con el origen de los ejes coordenados, luego vierta la solución de sulfato de cobre.
3. Instale el circuito como la fig.1.
4. Regule la fuente ala posición 1, conecte a la fuente de alimentación.
5. Ajuste el circuito con el cursor del potenciómetro hasta que la corriente sea I+0.02(A).
6. Tomando como referencia la placa negativa, mueva la punta exploradora a lo largo del eje X y registre los datos correspondientes en la tabla 1.
7. Elija 5 puntos de referencia equidistantes sobre el eje x, y desígnelos por A,
B, C, D y E(fig. 2A).
8. Usando el voltímetro detecte 8 puntos de igual potencial para cada punto de referencia, registre los datos de la tabla 2.
9. Cambie la posición de los electrodos a como la figura 2B y 2C y con el voltímetro detecte la configuración de las líneas equipotenciales respectivas como en el paso 8, regístrelos datos en las tablas 3 y 4.

F.- TOMA DE DATOS.
“TABLA 1”
d(cm) | 0 | 1 |2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 8 | 10 | 11 | 12 |
V (v) | 0.06 | 0.16 | 0.29 | 0.40 | 0.54 | 0.60 | 0.69 | 0.77 | 0.88 | 0.97 | 1.06 | 1.13 | 1.23 |

“TABLA 2”
SuperficieEquipotencial | Tensión (V) | Coordenadas (x;y) |
A | 0.29 | (-4;0) | (-5;7) | (-6.5;9) | (-8;-7.5) | (-5;-3) |
B | 0.54 | (-2;0) | (-2.5;6.5) | (-3;9) | (-3;-4) | (-3.75;-6.5) |
C | 1.98 | (0;0) | (0.25;3) | (0.25;5.25)| (-0.25;-4) | (-0.5;-7) |
D | 2.16 | (2;0) | (3.25;6.75) | (3.5;9.25) | (2;-5.75) | (2.25;-7.75) |
E | 2.35 | (4;0) | (4.5;4.5) | (5.5;6.5) | (3.75;-2.75) | (5.25;-6.75) |

“TABLA 3”
SuperficieEquipotencial | Tensión (V) | Coordenadas (x;y) |
A | 1.70 | (-4;0) | (-4.25;3.25) | (-5.6;2.5) | (-4.5;-2.25) | (-6.5;-5.25) |
B | 1.93 | (-2;0) | (-2;4) | (-2.25;7) | (-2.25;-3) | (-3;-6) |...