campo electrico

Universidad Nacional del Nordeste
Facultad de Ingeniería
Cátedra: Física III
Profesor Adjunto: Ing. Arturo Castaño
Jefe de Trabajos Prácticos: Ing. Cesar Rey
Auxiliares: Ing. Andrés Mendivil, Ing. José Expucci, Ing. Abel U. Rodríguez

TRABAJO DE LABORATORIO Nº 2: Potencial Eléctrico
Mapa de Campo Eléctrico
OBJETO DE LA EXPERIENCIA:
Observar el espectro del campo eléctrico en un plano producidopor una distribución de carga obtenido a
partir de la visualización de las líneas equipotenciales y el trazado de las líneas de campo.-.
METODOLOGIA:
Dada una distribución de carga, se determinan las posiciones de los puntos de igual potencial,
trazándose a través de ellos una línea equipotencial, generándose asi una familia de líneas
equipotenciales. A partir de estas es posible graficar las líneasde campo eléctrico asociadas.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS:

Representación del campo eléctrico. Líneas de Fuerza
El concepto de campo eléctrico como vector no fue apreciado entre los primeros físicos, de ellos uno
de los más importantes fue Michel Faraday (1791 – 1867), quien pensó siempre en función de líneas

de fuerza. Las líneas de fuerza siguen siendo una manera conveniente de representarse enlamente
la forma de los campos eléctricos. Se las usa con este fin, pero en general no se las usa
cuantitativamente.
Es posible conseguir una representación gráfica de un campo de fuerzas empleando las llamadas

líneas de fuerza. Son líneas imaginarias que describen, si los hubiere, los cambios en dirección de las
fuerzas al pasar de un punto a otro. En el caso del campo eléctrico, las líneas defuerza indican las
trayectorias que seguirían las partículas positivas si se las abandonase libremente a la influencia de

Física III

Fac. de Ingeniería - UNNE

las fuerzas del campo. Le relación entre las líneas de fuerza y el vector intensidad de campo es la
siguiente:
1 - El campo eléctrico será un vector tangente a la línea de fuerza en cualquier punto considerado.
2 – Las líneas de fuerza sedibujan de modo que el número de líneas por unidad de superficie de
sección transversal sea proporcional a la magnitud de campo. En donde las líneas están muy
cercanas, el campo es grande y en donde están separadas es pequeño.
Una carga puntual positiva dará lugar a un mapa de líneas de fuerza radiales, pues las fuerzas
eléctricas actúan siempre en la dirección de la línea que une a las cargasinteractuantes, y dirigidas
hacia fuera porque las cargas móviles positivas se desplazarían en ese sentido (fuerzas repulsivas).
En el caso del campo debido a una carga puntual negativa el mapa de líneas de fuerza sería análogo,
pero dirigidas hacia la carga central. Como consecuencia de lo anterior, en el caso de los campos
debidos a varias cargas las líneas de fuerza nacen siempre de las cargaspositivas y mueren en las
negativas. Se dice por ello que las primeras son «manantiales» y las segundas «sumideros» de líneas
de fuerza.

Las líneas de fuerza de una lámina uniforme de carga positiva, de grandes dimensiones uniforme
serán igualmente espaciadas, rectas y paralelas
++++++++++++++++++++++

En los dibujos de ejemplo
las representamos en 2D,
pero podemos imaginarlas
en 3D.

2

Relaciónentre el campo eléctrico y la diferencia de potencial.

r r
Vb − Va = − ∫ Exdl
b

Como hemos visto

a

, si elegimos ahora

a → ∞ ⇒ Va = V∞ = 0 , y
b ≡ P ⇒ Vb = V (P ) = V
r
P r
r
V
=
−
E
xd
l
nos queda
, en consecuencia conociendo el valor de E , podemos conocer
∫
∞

el valor de

V

.

Veamos ahora como analizar el caso inverso, es decir conocido

V

, encontrar el valor de

supongamos quecalculamos la diferencia de potencial entre dos puntos próximos

Pb( x + Δx, y, z ) , como se ve en la figura

r
E,

Pa( x, y, z )

y

x
d
x

x
Pa (x, y, z )

Pb ( x + Δx, y, z )

E
i

k

y

j

z

V ( x , y , z ) − V ( x + Δx , y , z ) = − ∫

x + Δx

x

r r
Exdl

pero

r r
r
r r r
r r
Exdl = (E x i + E y j + E z k )xdxi = E x dx
cuando

Δx → 0 ⇒ E x = cte

entonces

V ( x, y, z ) − V ( x + Δx, y, z ) = −...