Lab lineas equipotenciales

Práctica de Laboratorio 3
“Líneas equipotenciales”




Departamento de Física

Electricidad y magnetismo

Objetivos:

* Realizar el mapeo de líneas equipotenciales correspondientes a una distribución de carga dada y posterior trazado de las líneas de campo asociadas.
* Construir las líneas que representan las superficies equipotenciales para electrodos con diferentesgeometrías (puntual, anillo, barra) y comparar con los resultados obtenidos en la práctica 2.
* Construir la gráfica potencial en función de la distancia sobre la línea imaginaria que une los dos electrodos.

Lista de materiales.
* Cubeta de vidrio
* Conectores
* Voltímetro
* Fuente de c.c. (que proporcione 3V)
* 2 soportes
* 6 electrodos (2 puntuales, 2 anillo, 2 barra)Marco teórico
Superficie equipotencial
Las superficies equipotenciales son aquellas en las que todos sus puntos tienen el mismo potencial. Las líneas de fuerza son líneas tangentes en todos sus puntos al vector intensidad de campo. Las superficies equipotenciales y las líneas de fuerza son perpendiculares entre sí
Representación de superficies equipotenciales
Con líneas paralelas a lassuperficies y ortogonal esa a la líneas de fuerza del campo eléctrico formado por la superficie.

Con dos cargas puntuales y signos contrarios:

Con dos placas paralelas cargadas con signos contrarios:

Con dos anillos cargados con signos contrarios:

Montaje y Procedimiento
La práctica propone producir un campo eléctrico entre dos superficies conductoras (electrodos) inmersas en unmedio de alta resistencia. Luego, mediante la utilización del voltímetro, se mapean los puntos de igual potencial, quienes definen superficies equipotenciales y por consiguiente las líneas del campo eléctrico presente entre los electrodos.
1_ Sobre una hoja cuadriculada trazamos un sistema de coordenadas y marcamos las líneas principales para facilitar el mapeo.
Esta hoja es luego colocada debajode la cubeta con agua (hoja de referencia).
Las configuraciones de los electrodos son las siguientes:
i. Dos electrodos puntuales
ii. Dos electrodos barra
iii. Dos electrones anillo de diferente radio

2_ Ubicamos en la cubeta de vidrio con agua hasta una altura menor de 1 cm el par de electrodos; esta cubeta se coloca encima de la hoja de referencia.

3_Conectamos los electrodos a la fuente de 3 V. Se llamará cátodo al electrodo conectado al terminal negativo y ánodo al conectado al terminar positivo.

4_ Empleamos el voltímetro para realizar las mediciones de la siguiente manera: fijamos la punta del polo negativo del voltímetro al cátodo y la otra punta nos servirá de explorador, para tomar los datos de los potenciales sobre el eje que une losdos electrodos.

5_ Utilizamos así el voltímetro para mapear las regiones de igual potencial alrededor de los electrodos. Este proceso lo repetimos para las configuraciones descritas arriba.

Resultados Esperados
Como principal resultado y luego de registrar los diferentes campos eléctricos observados en el mapeo de potenciales en ciertos puntos de interés, esperamos nos arrojen las líneasequipotenciales presentes en cada configuración; con el fin de llevar a cabo un análisis juicioso de los datos.

Resultados Obtenidos
Haciendo uso de nuestro eje de coordenadas dibujado en la hoja de referencia llegamos a la obtención de los siguientes datos en cada una de las configuraciones:

i. Dos electrodos puntuales (para la línea recta entre los electrodos):
X (cm) | Y (cm) | V (V) |20 | 10 | 0 |
19 | 10 | 1,24 |
18 | 10 | 1,50 |
17 | 10 | 1,67 |
16 | 10 | 1,80 |
15 | 10 | 1,91 |
14 | 10 | 2,03 |
13 | 10 | 2,12 |
12 | 10 | 2,21 |
11 | 10 | 2,31 |
10 | 10 | 2,41 |
9 | 10 | 2,52 |
8 | 10 | 2,64 |
7 | 10 | 2,77 |
6 | 10 | 2,94 |
5 | 10 | 3,18 |
4 | 10 | 4 |


i. Dos electrodos puntuales (para un potencial específico):

V (V) | X...