Líneas Equipotenciales De Campo Eléctrico

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE YUCATÁN.

FACULTAD DE INGENIERÍA.

LABORATORIO DE FÍSICA 2.

Práctica 2: Líneas equipotenciales y líneas de campo eléctrico.

Castillo Pinkus José Alejandro Dzib Bencomo José Fernando Montiel González Ángel

MÉRIDA, YUCATÁN.

10 DE SEPTIEMBRE DE 2012.

Laboratorio de Electromagnetismo

09/10/2012

Práctica 2 Electrostática: Líneas equipotenciales ylíneas de campo eléctrico Objetivos: 1) Investigar cómo son las líneas equipotenciales entre diferentes configuraciones de cargas. 2) Graficar líneas de campo eléctrico a partir de las líneas equipotenciales obtenidas en la práctica. Marco Teórico: Una manera de ver las interacciones eléctricas es a través del concepto de campo eléctrico. Si quisiéramos conocer el campo eléctrico de una partículacargada Q, tendríamos que tomar una carga de prueba q0 y medir la fuerza en cada punto alrededor de la carga Q, de esta manera podríamos expresar el campo en un mapa o como una función matemática y conoceríamos la manera en que interactúa la partícula Q con alguna carga de prueba q0, sin embargo esto no sería útil, dado que solo podríamos aplicar nuestro mapa con una solo carga de prueba, por lo tanto,sería mejor expresar el campo como: ⃗ De esta manera mantendríamos la magnitud ⃗ independiente del valor de q0, es decir, podríamos calcular la magnitud del campo a partir de una carga q0, sin embargo, este valor sería válido para cualquier otra carga de prueba. A partir de aquí, tenemos que las unidades de campo eléctrico son unidades de fuerza sobre unidades de carga [N]/ [C]. Resultaconveniente representar el campo eléctrico dibujando las líneas que indican la dirección del campo en cualquier punto. Faraday quien introdujo el uso de las líneas de campo, creía que estas eran reales y las doto de propiedades elásticas. Aun cuando desde el punto de vista moderno las líneas decampo no son reales, ayudan a visualizar el campo eléctrico, que si es real. Es posible conseguir unarepresentación gráfica de un campo de fuerzas empleando las llamadas líneas de fuerza. Son líneas imaginarias que describen, si los hubiere, los cambios en dirección de las fuerzas al pasar de un punto a otro. En el caso del campo eléctrico, puesto que tiene magnitud y sentido, se trata de una cantidad vectorial, y las líneas de fuerza o líneas de campo eléctrico indican las trayectorias que seguirían laspartículas positivas si se las abandonase libremente a la influencia de las fuerzas del campo. Una carga puntual positiva dará lugar a un mapa de líneas de fuerza radiales, pues las fuerzas eléctricas actúan siempre en la dirección de la línea que une a las cargas interactuantes, y dirigidas hacia fuera, porque las cargas móviles positivas se desplazarían en ese sentido (fuerzas repulsivas). En el casodel campo debido a una carga puntual negativa el mapa de líneas de fuerza sería análogo, pero dirigidas hacia la carga central. Como consecuencia de lo anterior, en el caso de los campos debidos a varias cargas las líneas de fuerza nacen siempre de las cargas positivas y mueren en las negativas. Se dice por ello que las primeras son «manantiales» y las segundas «sumideros» de líneas de fuerza.Dadas las similitudes entre la fuerza electrostática y la fuerza de gravedad, podemos decir que ambas son fuerzas conservativas, por lo tanto podemos hablar de energía potencial electrostática, esta, depende de la posición que tenga una carga respecto de otra, así como de las magnitudes de ambas. Ahora definiremos la Práctica No 2 Líneas equipotenciales y líneas de campo eléctrico 1

Laboratoriode Electromagnetismo

09/10/2012

diferencia de potencial eléctrico, o potencial como la diferencia de energía potencial eléctrica por unidad de carga.

Recordando que la , es decir, el cambio en la energía potencial es igual al trabajo que se requiere para llevar a la carga del punto a al punto b, podemos ver la ecuación 3 como:

De esta manera podemos definir una línea equipotencial...