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SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES

S. Paredes1, J. Ágredo2, C. Guerrero3,
1 Ingeniería Industrial Facultad de Ingenierías, Universidad Autónoma de Occidente, Cali Colombia.
2 y 3 Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingenierías, Universidad Autónoma de Occidente, Cali Colombia.


Resumen
La práctica de laboratorio tenía como objetivo comprender el concepto de líneas equipotenciales y del campo eléctricocon respecto a una distribución de puntos que se encuentra al mismo potencial en medio del campo eléctrico producido por diferentes configuraciones de electrodos de diversas formas sometidos a una diferencia de potencia. Adicionalmente se verifico la perpendicularidad de las líneas de campo con las líneas equipotenciales en cada configuración realizada; para concluir así la validez de la teoríaque relaciona el potencial eléctrico con el campo eléctrico y a su vez el campo eléctrico con la distancia de análisis del mismo.


Introducción
El potencial eléctrico V en cualquier punto de un campo eléctrico, se define como la energía potencial U por unidad de carga asociada con una carga de prueba q0. El potencial en diversos puntos de un campo eléctrico, se puede representar gráficamentemediante superficies equipotenciales. Una superficie equipotencial, es una superficie tridimensional sobre la cual el potencial eléctrico V es el mismo en todos los puntos [1]. Si una carga q0 se traslada de un punto a otro sobre una superficie equipotencial, la energía potencial eléctrica Vqo permanece constante. Ningún punto en una región donde esté presente un campo eléctrico puede estar en dospotenciales diferentes, por lo tanto las superficies equipotenciales nunca se tocan ni se cruzan.





Fig.1: “Superficies Equipotenciales”

Ya que la energía potencial eléctrica no cambia sobre una superficie equipotencial, el campo eléctrico no puede realizar trabajo sobre una carga que se mueva en una superficie equipotencial. Por lo tanto el campo eléctrico E debe ser perpendicular a la superficieequipotencial en todos los puntos para que la fuerza eléctrica Eqo sea en todo momento perpendicular al desplazamiento de una carga que se mueve sobre la superficie equipotencial. Se sigue entonces que las líneas de campo eléctrico y las superficies equipotenciales son siempre mutuamente perpendiculares [2].
Modelo Teórico
Así como las líneas de campo nos ayudan a visualizar los camposeléctricos, podemos representar el potencial en diversos puntos del campo eléctrico mediante superficiales equipotenciales, trazando curvas de nivel que pasan por puntos de la misma elevación, esta superficie es tridimensional sobre el cual el potencial eléctrico es el mismo en todos los puntos. Ningún punto puede estar en dos potenciales diferentes, por lo tanto las superficies correspondientes apotenciales diferentes nunca se cruzan.
Con respecto a la energía potencial que no cambia cuando una carga se traslada sobre una superficie equipotencial, el campo eléctrico no puede realizar trabajo sobre esa carga. Donde debe ser perpendicular a la superficie en todos los puntos.
Cuando todas las cargas están en reposo el campo eléctrico afuera del conductor debe ser perpendicular a la superficie entodos los puntos.

Resultados y Análisis
Inicialmente se realiza el montaje experimental mostrado en la figura No 2 utilizando las placas paralelas como electrodos verificando que el nivel de agua este 2mm por encima de la superficie del acrílico y que la fuente esté a una diferencia de potencial de 10V.

Figura N° 2.Montaje Experimental.
Posteriormente utilizando la configuración de electrodos(en este caso placa-placa y punto-punto) y marcando con lápiz puntos sobre el acrílico que estén sobre un mismo potencial, y al realizar la unión de estos puntos se logra determinar una línea equipotencial. Después, se realiza el cambia del acrílico para realizar la segunda configuración propuesta repitiendo el paso anteriormente mencionado.
Por tanto es importante decir que debemos hallar...