Experimento de campo electrico

CAMPO ELECTRICO : EXPERIMENTO

I. OBJETIVOS:

* Dibujar las líneas equipotenciales generadas por los electrodos.

* Evaluar la diferencia de potencial entre dos puntos.

* Calcular la intensidad del campo eléctrico.

* Estudiar las características principales del campo eléctrico.

II. FUNDAMENTO TEORICO
El Campo Eléctrico,  E, en un punto P, se define como lafuerza eléctrica  F, que actúa sobre una carga de prueba positiva  +q0,  situada en dicho punto. Es decir,        

    
, y se representa con líneas tangentes a la dirección del campo. La dirección y el sentido de las líneas del campo eléctrico en un punto, se obtiene observando el efecto de la carga sobre la carga prueba colocada en ese punto.
En las figuras 4 y 5 se presentan las líneas decampo eléctrico debido a cargas puntuales +q y -q, las cuales se alejan de la carga positiva y se dirigen a la negativa.

•En la figura 6 se muestra las líneas de una pareja de cargas iguales y opuestas; en la figura 7 se muestran las líneas de campo de una pareja de cargas positivas e iguales.

Campo de una carga puntual.
En las figuras 8.a y 8.b, se ilustran la magnitud y el sentido del campoeléctrico de  una carga puntual positiva o negativa, en el punto donde se encuentra la carga de prueba  +q0. El sentido y dirección del campo quedan bien definidos por el vector unitario

La fuerza ejercida sobre  la  carga de prueba   + qo por una   carga   q  es,

y como el campo eléctrico en la posición de la carga de prueba es,

el campo debido a la carga  q en el punto r es

Elsentido del campo es  radial hacia fuera (si q es +)o hacia adentro (si q es -).

Campo debido a un grupo de cargas puntuales.
En este caso el campo eléctrico en el punto P (Fig. 9) es la suma vectorial de los campos debido a cada una de las cargas, es decir,

Campo debido a una distribución continua de carga.
En este caso ( fig. 10), el campo debido a un elemento diferencial de carga dqes:     

de modo que el campo total se obtiene por integración en dq:

donde dq esta dado por,                   

ρ=densidad de volumen,      
dV= elemento diferencial de volumen,              
σ=densidad de superficie,
ds=elemento diferencial de superficie,                
λ= densidad de longitud, y,
dl=elemento diferencial de longitud.

Figura 10
III. PROCEDIMIENTO

*Representar un campo electico con los materiales brindados por el profesor y con su ayuda cerciorarse de que la conexiones estén dispuestas convenientemente para realizar el experimento.

* Con la ayuda del puntero (electrodo de punta) encontramos los puntos del liquido que tengan la misma lectura en el voltimetro.Al unir dichos puntos encontraremos una línea equipotencial.

* En el papelmilimetrado trazar el sistema de coordenadas XY ponerlo debajo de cubeta de vidrio y luego dibujar la posición de los electrodos para cada potencial encontrado.

* Hallar por lo menos cinco líneas equipotenciales.

* Completar la tabla con los resultados obtenidos.

IV. RESULTADOS

Tabla Nº 1. Datos de posición del electrodo
V = 1(voltios) | X (cm) | 8.9 | 13.4 | 10.1 | 12.5 | 10.1| 11.2 | 12.1 | 13.6 |
| Y (cm) | -0.4 | -4.9 | -2.9 | -4.2 | 2 | 3.1 | 3.4 | 3.9 |
V = 3(voltios) | X (cm) | 5 | 5.2 | 5.3 | 5.2 | 6.2 | 5.4 | 5.2 | 6.5 |
| Y (cm) | -0.2 | 1.6 | 3.1 | 2.7 | 6.9 | -4.4 | -2 | -8 |
V = 4(voltios) | X (cm) | 2.5 | 2.4 | 2.3 | 2.9 | 2.4 | 2.6 | 3 | 4 |
| Y (cm) | -2.5 | -4.6 | -5.4 | 4 | 0.3 | 5.5 | -8 | 7.8 |
V = 6(voltios) | X (cm) | -2 | -2.2 |-2.3 | -2.6 | -2.1 | -2.2 | -2.1 | -2.3 |
| Y (cm) | 0 | 1.2 | 2.8 | 3.9 | -4.3 | -1.5 | -2.7 | -5.6 |
V = 7.5(voltios) | X (cm) | -5 | -5 | -5.6 | -5.1 | -5.2 | -5.5 | -5.7 | -5.9 |
| Y (cm) | 3 | 2.3 | 5 | 1 | 2 | -2.8 | -4.3 | -5.4 |
V = 8.5(voltios) | X (cm) | -8 | -8.5 | -8.7 | -8.6 | -9.4 | -8.1 | -8.2 | -9.3 |
| Y (cm) | 0 | 2.9 | 2.7 | -5.8 | -6.4 | -1.5 | -3.5 | 6.1 |...