campos elecricos

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Campo Eléctrico y Ley de Gauss
Objetivo
Medir las líneas equipotenciales para luego calcular el campo eléctrico en
varias configuraciones espaciales. Comparar los campos obtenidos con
aquellos calculados por la ley de Gauss.

Equipo
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Cubeta electrostática
Circulo de 2,4 cm
Cuña de aluminio
Generador Leader
2 Cables banana caimán

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Cilindro de Al de 5cm
Multímetro Fluke
Cable caimán_caimán de 25 cm
Cilindro de PVC de 5 cm

Marco Teórico
Campo y potencial electrostáticos
La interacción entre partículas se hace
admitiendo que
todo cuerpo cargado
eléctricamente modifica las propiedades físicas
del espacio que le rodea, este efecto se
reconoce por la fuerza que sufre una partícula
"testigo" colocada en dicha región. Esta
situaciónse describe mediante un campo
vectorial ( ⃗ campo eléctrico), donde a cada
punto del espacio se le asigna un vector.
Por tanto, el campo eléctrico en un punto del
espacio depende, esencialmente, de la
distribución espacial de las cargas eléctricas y de la distancia de éstas al punto
donde se desea conocer el campo.
Supongamos, que solamente está presente la
carga Q, después de haberretirado la carga q
(testigo) del punto P. Se dice que la carga Q crea
un campo eléctrico en el punto P. Al volver a
poner la carga q en el punto P, cabe imaginar
que la fuerza sobre esta carga la ejerce el campo
eléctrico creado por la carga Q.
Podemos construir un mapa tridimensional del
2010 Instituto de Física. Manual de prácticas para el laboratorio de Física II
Elaborado por : Lucelly ReyesH

campo eléctrico debido a una distribución estática de cargas. Asociamos a
cada punto del mapa un vector que tenga el modulo, dirección y sentido de la
intensidad del campo ⃗ . Quizá resulte más claro decir que asociamos a cada
punto del mapa una terna de números, que son los vectores de las
componentes Ex, Ey, Ez. Dicho mapa se conoce como campo vectorial.
Supongamos que se ha trazadodicho mapa del campo eléctrico ⃗ en una
región del espacio. Es una magnitud, cuyo conocimiento resulta muy útil,
porque podemos escribir que la fuerza sobre cualquier carga de módulo q en
esta región es
⃗
Aquí
depende de la posición de q porque ⃗ ha de
tomarse en dicha posición. Si ⃗ está producido por
una carga única Q en la posición , podemos expresar
el campo eléctrico como:

⃗( )|

|

|

|

| porque en el
En esta formula aparece en el denominador el cubo de |
|. Si consideramos que el
numerador tenemos un vector de módulo |
origen está en la carga Q, resulta
y podemos volver a escribir nuestra
ecuación como
⃗( )
Donde
carga

̂

̂ es el vector posición unitario del punto de observación respecto a la

Potencial electrico
La fuerza de atracción entredos masas es conservativa, del mismo modo se
puede demostrar que la fuerza de interacción entre cargas es conservativa.

3
Cuando una carga de prueba q pasa de un punto a a un punto b en presencia
de una carga Q fija en un lugar del espacio, la energía potencial del sistema
cambia.
( )

( )

∫ ⃗

∫

Para fuerzas conservativas, la integral en esta expresión es una integral delínea, cuyo valor es independiente de la trayectoria de integración entre los
puntos a y b.

La figura representa el campo radial de una carga puntual positiva Q, y la linea
continua entre los puntos a y b es cierta trayectoria arbitraria que une estos dos
puntos. El acampo electrico ⃗ en un elemento de longitud
de la trayectoria
forma con esta un angulo θ. El valor de su componente tangencial ⃗es
, y la integral curvilinea de ⃗ , desde el punto a al b,
∫

∫⃗

∫

Y de la figura se deduce que
Evaluando ahora el cambio de energia potencial
( )

( )

∫

∫ ⃗

∫

(

2010 Instituto de Física. Manual de prácticas para el laboratorio de Física II
Elaborado por : Lucelly Reyes H

)

Tenemos libertad de escoger que el cero de la función de energía potencial
este en...