INFORME

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
Escuela de Física
Laboratorio de Física II
L1. CAMPOS ELÉCTRICOS
INTRODUCCIÓN: El espacio alrededor de una carga eléctrica se encuentra en un estado que se denomina campo eléctrico. El campo eléctrico está
también presente aún si no es detectado por la fuerza sobre una carga de prueba. Este puede ser descrito con líneas de campo que siguen la dirección delas líneas de campo eléctrico. El trazado de las líneas de campo está determinado por el ordenamiento espacial de cargas que generan el campo. En un
corte bidimensional a través de un campo eléctrico, los puntos del mismo potencial conforman una línea. El trazo de tales líneas equipotenciales, como
el trazo de las líneas de campo, está determinado por el ordenamiento espacial de las cargaseléctricas que generan el campo eléctrico.

OBJETIVOS
• Estudio y análisis teórico-práctico del campo y el potencial electrostático.
• Representación gráfica de campos eléctricos mediante líneas de fuerza y superficies equipotenciales.
• Examinar la naturaleza del campo eléctrico mediante el mapeo de líneas equipotenciales correspondientes a una distribución de carga
dada y posterior trazado delas líneas de campo asociadas.
EQUIPO
Bandeja para el campo eléctrico, agua acidulada, fuente de alimentación de c.c. 12 V, voltímetro (traer varias hojas de papel milimetrado).
Electrodos de distintas configuraciones, como: Circulares, Semicirculares, Planos y Puntuales. Cables de conexión.
NOTA
El agua acidulada se entregará con la concentración de ácido requerida. Evite el contacto directocon ella, y preserve su vestido.
MARCO TEÓRICO
Todo cuerpo cargado eléctricamente modifica las propiedades físicas del espacio que le rodea. A cada punto del espacio, se asocia una
propiedad vectorial llamada Campo Eléctrico; es decir, el campo eléctrico es una característica del espacio debido a la presencia de
cargas eléctricas.
El campo eléctrico en un punto del espacio depende,esencialmente, de la distribución espacial de las cargas eléctricas y de la distancia de
éstas al punto donde se desea conocer el campo.
El vector campo eléctrico E en un punto dado del espacio se define en términos de la fuerza eléctrica F que la distribución de cargas
ejerce sobre la carga de prueba positiva q0 colocada en ese punto. Operacionalmente:
r
r F
E=
q0
Su dirección y sentido correspondecon la de la fuerza F, puesto que se asume que la fuerza F actúa sobre una carga de prueba positiva.
Una descripción gráfica y cualitativa del campo eléctrico puede darse en términos de las líneas de campo; definidas como aquellas curvas
para las cuales el vector campo eléctrico es tangente a ella en todos sus puntos. Estas líneas de campo están dirigidas radialmente hacia
afuera,prolongándose al infinito, para una carga puntual positiva; y están dirigidas radialmente hacia la carga si ésta es negativa.
Para trazar las líneas de campo es conveniente considerar que:
a) Son líneas que no pueden cruzarse entre sí.
b) Deben partir de cargas positivas y terminar en las cargas negativas, o bien en el infinito en el caso de cargas aisladas.
c) El número de líneas de campo que se originanen una carga positiva(o negativa) es proporcional a la magnitud de la carga.
d) La densidad de líneas en una región del espacio es proporcional a la intensidad del campo eléctrico existente allí.
El estudio experimental del campo eléctrico se puede hacer mediante mediciones de superficies equipotenciales (o líneas en el caso
unidimensional), entendiendo por superficie(o línea) equipotencial aaquella que tiene todos sus puntos a igual potencial eléctrico. Estas
mediciones permiten establecer la dependencia que adquiere el potencial con respecto a la variable espacial. Una vez conocida la función
potencial en una cierta región del espacio, se puede determinar el campo eléctrico utilizando el gradiente de la función potencial. Esto es:
r
r r
(1)
E = −∇V (r )
con r = xi + yj +...