lab de campo electrico

CAMPO ELECTRICO Y CARGA PUNTUAL

1. Objetivos
Determinar la relación funcional entre la fuerza F y el campo eléctrico E a la que una carga que está sometida
Determinar el valor de la carga puntual

2. Fundamentos Teóricos.
Campo eléctrico es el espacio modificado que rodea a la partícula, independientemente de las partículas que haya, es decir, una partícula genera el campo electrico.Las líneas de campo originadas por el campo eléctrico tienen dirección radial.
La expresión que relaciona el campo eléctrico y la carga puntual es:

Donde: F = fuerza de interacción
q = carga puntual
E = campo eléctrico
Para verificar la relación anterior es necesario medir la fuerza F y el campo eléctrico E.
La fuerza eléctrica F ejercida por unacarga se mide por medio de una balanza de torsión, en la que se verifica, la siguiente relación en el equilibrio:

En equilibrio tenemos que la sumatoria de torques ,en la balanza de torsión de be ser igual a 0, por lo que el torque de la fuerza eléctrica F, se compensa, con el torque del hilo de la balanza, bajo estas circunstancias se verifica que:

Donde: b = brazo
K =constante de torsión
 = ángulo de desviación
El campo eléctrico se mide a través del voltímetro electrostático, a través de la relación:

Y el campo eléctrico:

Las variables que se pueden medir directamente son el ángulo  y el potencial V.

3. Materiales.
Balanza de torsión
Capacitador de placas paralelas
Fuente de voltaje continuo de 0-6 (KV)
Kilovoltímetro, alcance de 6 (KV)
Escala graduada
Lámpara con lente condensador
Soporte de altura variable
Soporte de altura universal
Dos resistores de protección
Paleta (carga puntual)
Cronometro
Cables
Varilla metálica
3.2. Esquema.












4. Procedimiento
4.1. Montaje de equipo.
Se coloca la balanza de torsión sobre una superficie plana, seguidamente se coloca la cargapuntual, en la balanza de torsión; separando las dos placas paralelas a una distancia igual a 4centimetros.
Se coloca El proyector de luz en el soporte universal, a una altura en la cual la luz se refleje en el espejo de la balanza de torsión de manera que esta reincida en la escala graduada.
La instalación eléctrica se realiza de la siguiente manera: de la parte positiva de la fuente de energía,se enchufa un cable que esta conectado a la resistencia de protección, de la cual hacemos salir otro cable, conectándolo al voltímetro, finalmente el cable de la parte positiva del voltímetro, se comunica con la parte positiva, lo mismo efectuamos con la parte negativa.
4.2. Toma de datos.
Determinamos el valor de la constante de torsión haciendo oscilar libremente la varilla en la balanza detorsión, por medio de la relación:

Donde: m = masa de la varilla
l = longitud de la varilla
T = periodo de oscilación
Cargamos la carga puntual positivamente, mediante la barra de cobre.
Para calcular el valor de :

Donde r es la distancia de la escala graduada y la balanza de torsión y S se mide de acuerdo a la distancia que recorre la imagen proyectada en dicharegla; este incremento en S se producirá hasta que en la carga choque con una de las placas, entonces la imagen regresara al punto de partida.
NOTA. –Se debe tomar en cuenta que la paleta oscilaría libremente, por lo que se tendrá que instalar un sistema de amortiguamiento para que dicha paleta no pueda oscilar libremente, y así evitar que choque con las placas produciendo la descarga inmediatade la placa.

5. Análisis y Registro de datos
Varilla: Periodo:

Donde:

Paletas:
Placas:

N
S [mm]

F [N]
V [V]

1
33
0.0239
1,01
1000
20000

Debido a que...