curvas equipotenciales fisica 2

Informe de Laboratorio

Asignatura : Física II


Docente :



Año de Estudios : 2do





CURVAS EQUIPOTENCIALES

1. OBJETIVO:
Determinar experimentalmente los trazos de un conjunto de superficies equipotenciales, originadas por una distribución de cargas eléctricas.
Determinar las líneas de fuerzas para configuraciones de cargas eléctricas.

2.RESUMEN:
En esta experiencia determinaremos y analizaremos las líneas de campo eléctrico generadas alrededor de dos electrodos y entre dos placas cargadas, mediante el trazo de las líneas equipotenciales en las cuales el potencial de campo en cada línea es constante.

Palabras clave: campo eléctrico, líneas de campo eléctrico, líneas equipotenciales, potencial.


3.EQUIPO Y MATERIAL:
Una fuente de poder DC (Ø – 15 V).
Un voltímetro.
Una cubeta con solución electrolítica.
Tres juegos de electrodos: planos, puntuales y circulares.
Cables y conectores.
VOLTIMETRO

FUENTE DE PODER

CUBETA CON SOLUCION ELECTROLITICA

ELECTRODOS


CABLES


CONECTORES

4. FUNDAMENTO TEORICO:

Si consideramos una carga o un sistema de cargas, estas originan enel espacio circundante ciertos cambios físicos. Es decir cada punto del espacio que rodea las cargas adquieren propiedades que no tenían cuando las cargas no estaban presentes, y esta propiedad que adquiere el espacio, se manifiesta cuando colocamos cualquier otra carga de prueba (qo) en un punto cualquiera, esto es, se ejercen fuerzas sobre la carga de prueba debido a la presencia de las otras.Las manifestaciones medibles que tiene lugar en cada punto del espacio circundante son la intensidad de campo eléctrico (Ē) y el potencial eléctrico (V), cuyas definiciones se dan a continuación.

El campo eléctrico (Ē) es un punto del espacio se define como: Ē = F/qo en un punto P(x,y,z) es perpendicularmente igual a la magnitud de la fuerza F que experimenta una carga testigo positiva, decarga unidad, colocada en dicho punto, con la condición de que la carga unidad, colocada en dicho punto, con la condición de que la carga testigo sea muy pequeña que no afecte a la distribución de cargas que produce (Ē).

El valor del potencial eléctrico V en un punto dado P(x,y,z), venciendo naturalmente las acciones electrostáticas que sobre ellos ejercen las cargas del sistema que producen elcampo.

En general el potencial eléctrico (función escalar) varia de un punto a otro. No obstante en todo caso real podemos encontrar un conjunto de puntos que tienen el mismo potencial. Al lugar geométrico de los puntos de igual potencial le denominaremos “SUPERFICIE EQUIPOTENCIAL”.
TRABAJO REALIZADO POR UNA FUERZA ELECTRICA:
Analizaremos el trabajo realizado por la fuerza eléctrica en uncampo carga puntual Q.
Sean una carga puntual Q inmóvil colocada en un punto “O” del espacio libre, como indicamos anteriormente la presencia de esta carga modificara ciertas propiedades del espacio circundante. Si colocamos una carga de prueba q, que se desplaza por el campo de la carga Q, desde a hasta b, la distancia dS y debido a que el desplazamiento es infinitamente pequeño este puedeconsiderarse rectilíneo y despreciar la variación de la fuerza F aplicada a la carga q, considerando la constante en magnitud y en dirección durante el desplazamiento. (Ver Fig. 1).







Fig. 1 Carga de prueba q desplaza por el campo eléctrico de la carga puntual Q.
Por definición de trabajo, el trabajo elemental dW de la fuerza F en el desplazamiento ds es:
dW – F.dS.Cos Ѳ – F.dS (1)
Endonde Ѳ, es el Angulo formado por la dirección de la fuerza F (que coincide con la dirección de la intensidad de campo Ē) y la dirección del desplazamiento dS.
De la Fig. 1 vemos que:
Dr = dS.Cos Ѳ, por lo tanto dW = F.dr
Como F es la fuerza de Coulomb entonces:
F = qQ/4πεor2 (2)
De donde obtenemos:
dW = (3)
Si ahora queremos calcular el trabajo finito en desplazar la...