Campos electricos

INFORME DE LABORATORIO # 4
Campos Eléctricos y Equipotenciales

Objetivos:
• Representar gráficamente la forma de las líneas de los vectores de campo eléctrico en diferentes distribuciones o configuraciones de carga.
• Describir claramente el concepto de un campo de fuerzas.
• Explicar que son las líneas de fuerza eléctrica y su interpretación física
• Distinguir entre líneas de campoeléctrico y líneas equipotenciales.


Teoría:

Preguntas
1. ¿Qué se conoce por campo eléctrico?

Se define como la fuerza eléctrica por unidad de carga. La dirección del campo se toma como la dirección de la fuerza que ejercería sobre una carga positiva de prueba. El campo eléctrico está dirigido radialmente hacia fuera de una carga positiva y radialmente hacia el interior de una cargapuntual negativa
.
2. ¿Cómo definimos intensidad del campo eléctrico? Exprese su ecuación.

La intensidad de Campo Eléctrico en un punto del espacio alrededor de una carga eléctrica es la fuerza en ese punto sobre una carga de prueba positiva, por unidad de carga. O sea: E = F / q

La dirección y sentido del vector E están dados por la dirección de la fuerza F (un vector) que actúa sobre lacarga de prueba positiva puesta en ese punto. Esta fuerza se calcula según la Ley de Coulomb. Las cargas q de prueba en la ley de Coulomb al dividirla por q, se simplifican y te queda:
E = ko Q / r², Q es la carga que original del campo eléctrico.

3. Exprese las unidades de intensidad del campo eléctrico y conviértalas V/m.

La unidad N/C y V/m son equivalentes y es la unidad de la intensidaddel campo eléctrico.

V = Voltio es la energía por unidad de carga
V = J / C

N = Newton es la unidad de fuerza
J = Julio es fuerza por distancia = N*m

Entonces:
V / m = J / (C*m) = N*m / (C*m) = N /C


4. ¿Qué se conoce por líneas de fuerza del campo eléctrico?

Son aquellas líneas en que el potencial es constante. ΔV = Vb – Va = 0
Para trazar un campo eléctrico experimentalmentese pueden determinar y trazar las líneas de fuerza o las líneas equipotenciales. Las líneas equipotenciales siempre son perpendiculares a las líneas de fuerza.

5. Defina potencial eléctrico. Exprese sus unidades.

Potencial eléctrico se define como el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva q desde el punto de referencia,1 dividido por unidad de cargade prueba
V = U/q, su unidades es (V) voltios.


6. ¿Qué son líneas equipotenciales?

Las líneas equipotenciales son como las líneas de contorno de un mapa que tuviera trazada las líneas de igual altitud. En este caso la "altitud" es el potencial eléctrico o voltaje. Las líneas equipotenciales son siempre perpendiculares al campo eléctrico. En tres dimensiones esas líneas forman superficiesequipotenciales. El movimiento a lo largo de una superficie equipotencial, no realiza trabajo, porque ese movimiento es siempre perpendicular al campo eléctrico.
7. En el experimento que vas a realizar ¿cómo se determinan las líneas equipotenciales experimentalmente?

Estableceremos las líneas equipotenciales utilizando un galvanómetro como un detector del potencial en los puntos. Cuando no haycorriente en la punta del sensor, muestra que el potencial es el mismo. Si unimos con una línea todos los puntos de equivalente potencial obtendremos la línea equipotencial.

8. ¿Cuál es la relación geométrica de las líneas equipotenciales con las líneas de fuerza del campo eléctrico?

El campo eléctrico siempre es perpendicular a las superficies equipotenciales. En particular, el campoeléctrico es perpendicular a cualquier línea equipotencial. El campo eléctrico señala el máximo decrecimiento del potencial.


9. ¿Por qué las longitudes de los vectores de fuerza son más pequeñas al alejarse de la carga?

Porque la fuerza es inversamente proporcional a la distancia entre las cargas, es decir si lo analizas es lógico que la fuerza disminuya al alejarse las cargas, lo mismo...