fisica3


UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA





PRIMER LABORATORIO DE FISICA iii
“CURVAS EQUIPOTENCIALES”


Alumnos:
Romaní Morón, George Anthony
Altamirano Castillo, Rubén Enrique
Torres Tarazona, Eder


Profesor: Plasencia Sánchez, Edson


Sección: R


Grupo: F0


Fecha de entrega: 23 de abril


FACULTAD DE Ingeniería
GEOLÓGICA, MINERA Y Metalúrgica
(FIGMM –uni)
CURVAS EQUIPOTENCIALES

OBJETIVO
Graficar las curvas equipotenciales de varias configuraciones de carga eléctrica, dentro de una solución conductora, buscando el mismo potencial eléctrico en varios puntos establecidos dentro de un sistema de coordenadas.

FUNDAMENTO TEÓRICO
Al hablar de curvas equipotenciales tenemos que mencionar muchos conceptos tales como campo eléctrico, potencialeléctrico, líneas de fuerza y finalmente definir curvas equipotenciales.
CAMPO ELÉCTRICO
Una carga eléctrica puntual (carga de prueba) sufre, en presencia de otra carga (carga fuente), una fuerza electrostática. Si eliminamos la carga de prueba, podemos pensar que el espacio que rodea a la carga fuente ha sufrido algún tipo de perturbación, ya que una carga de prueba situada en ese espaciosufrirá una fuerza.

Fig. 1 – Campo eléctrico creado en el punto P por una carga de fuente positiva (a) y por otra negativa (b).

El campo eléctrico creado por la carga puntual q1 en un punto cualquiera P se define como:






Fig. 2
Donde es la carga creadora del campo (carga fuente), es la constante electrostática, es la distancia desde la carga fuente al punto P, y es unvector unitario que va desde la carga fuente hacia el punto donde se calcula el campo eléctrico (P). El campo eléctrico depende únicamente de la carga fuente (carga creadora del campo) y en el sistema internacional se mide en N/C o V/m.


Esta integral, salvo casos concretos, es difícil de calcular. Para hallar el campo creado por distribuciones continuas de carga resulta más práctico utilizar laLey de Gauss.
Una vez conocido el campo eléctrico en un punto P, la fuerza que dicho campo ejerce sobre una carga de prueba q que se sitúe en P será:


Por tanto, si la carga de prueba es positiva, la fuerza que sufre será paralela al campo eléctrico en ese punto, y si es negativa la fuerza será opuesta al campo, independientemente del signo de la carga fuente.
En la siguiente figura sepresenta una carga fuente positiva (campo eléctrico hacia afuera) y la fuerza que ejerce sobre una carga de prueba q positiva (a) y sobre otra negativa (b):

Fig. 3 – Fuerza que un campo eléctrico  ejerce sobre una carga de prueba q positiva (a) y sobre otra negativa (b).

El campo eléctrico cumple el principio de superposición, por lo que el campo total en un punto es la suma vectorial de loscampos eléctricos creados en ese mismo punto por cada una de las cargas fuente.

POTENCIAL ELÉCTRICO
El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva q desde el punto de referencia, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una cargaunitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica. Matemáticamente se expresa por:


El potencial eléctrico sólo se puede definir para un campo estático producido por cargas que ocupan una región finita del espacio. Para cargas en movimiento debe recurrirse a los potenciales de Liénard – Wiechert para representar un campo electromagnético que además incorpore elefecto de retardo, ya que las perturbaciones del campo eléctrico no se pueden propagar más rápido que la velocidad de la luz. Si se considera que las cargas están fuera de dicho campo, la carga no cuenta con energía y el potencial eléctrico equivale al trabajo necesario para llevar la carga desde el exterior del campo hasta el punto considerado. La unidad del sistema internacional es el voltio...