Laboratorio De Superficies Equipotenciales

PRACTICA. № 1

I.TITULO: SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES

II.OBJETIVOS:

1. DETERMINAR, GRAFICAR, LAS SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES Y TRAZAR LAS LINEAS DE CAMPO ELECTRICO.
2. OBSERVAR Y ANOTAR LAS VARIACIONES DE LAS SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES AL VARIAR LA FORMA DE LAS FUENTES DE UN CAMPO ELÉCTRICO

III.FUNDAMENTO TEORICO:

EN CUALQUIER PUNTO “P” QUE PERTENECE A UN CAMPO
ELÉCTRICOES POSIBLE CONSTRUIR UNA SUPERFICIE
ds
INFINITESIMAL CENTRADA EN EL PUNTO P Y ORIENTADA
P´
P
E
PERPENDICULARMENTE A LA DIRECCION DEL
CAMPO ELÉCTRICO EN ESE PUNTO.
LUEGO ELEGIMOS UN PUNTO P´ SOBRE ESTA SUPERFICIE
Y REPRESENTAMOS POR:

dV = E . ds ……………(1)

PERO COMO ds ES PERPENDULAR A E, SE TIENE QUE:E . ds = 0 …………..(2)

REEMPLAZANDO (2) EN (1) SE OBTIENE QUE:

dV = 0 …………….(3)

DE ESTO SE CONCLUYE QUE EL POTENCIAL ELÉCTRICO “V” ES CONSTANTE SOBRE UNA SUPERFICIE INFINITESIMAL NORMAL AL CAMPO ELÉCTRICO.

EN LOS LIMITES O EXTREMOS DE DICHA SUPERFICIE INFINITESIMAL SE PUEDE CONSTRUIROTRA SUPERFICIE SIMILAR, PERPENDICULAR AL E EN SU CENTRO. ESTAS DOS SUPERFICIES POSEEN UN VALOR COMÚN PARA EL POTENCIAL ELÉCTRICO EN SU EXTREMO EN COMÚN, ENTONCES” V” POSEE EL MISMO VALOR EN LAS DOS SUPERFICIES. ESTE PROCESO SE PUEDE REPETIR EN LOS OTROS LÍMITES Y LUEGO CONTINUARLO CON LOS LÍMITES DE LAS SUPERFICIES ADYACENTES, HASTA QUE RESULTE UNA SUPERFICIE COMPLETA.

SI LA FUENTE DE UNCAMPO ELÉCTRICO ES ÚNICA
CARGA PUNTUAL, LA SUPERFICIE RESULTANTE SERÁ
UNA ESFERA CONCÉNTRICA CENTRADA EN LA FUENTE.

EN ESTA FIGURA TAMBIEN SE ILUSTRAN LAS LINEAS DE
CAMPO ELECTRICO QUE SALEN DE LA CARGA PUNTUAL
Y SON PERPENDICULARES A LA SUPERFICIE DONDE LA
CORTAN, YA QUE LAS LINEAS DE CAMPO ELÉCTRICO EN
TODAS PARTES ESTAN EN LA DIRECION DE” E”, MIENTRAS
QUE LA SUPERFICIE ENCUALQUIER PARTE ES
PERPENDICULAR A TAL DIRECCION

SI LA FUENTE DE CAMPO ELCTRICO ES MAS COMPLEJA QUE
UNA UNICA CARGA PUNTUAL, TANTO LAS SUPERFICIES COMO
LAS LINEAS DE CAMPO ELCTRICO SERÁN ASI MISMO MAS
COMPLEJAS .PERO EN TODO CASO LAS LINEAS “E” SERAN PEREPENDUCULARES A LAS SUPERFICE EN LOS PUNTOS DE CRUCE.

DE LA EXPRESION (3) SE OBTIENE QUE:V = CONSTANTE

ENTONCES LA SUPERFICIE SOBRE LA CUAL EL POTENCIAL ELÉCTRICO “V” POSEE EL MISMO VALOR SE DENOMINA “SUPERFICIE EQUIPOTENCIAL”, Y POR LO TANTO SIEMPRE QUE UNA LINEA DE “E” ATRAVIESE UNA SUPERFICIE EQUIPOTENCIAL, DICHA LINEA SERÁ PERPENDICULAR A LA SUPERFICIE

SEA “Q” UNA CARGA PUNTUAL POSITIVA,
ENTONCES LA SUPERFICIE EQUIPOTENCIAL
Q
Y LINEAS DE“E” SE REPRESENTAN EN ESTA
FIGURA Y SE ENCUENTRA QUE UNA FUENTE
O CONJUNTO DE CARGAS FUENTE ESTÁ
RODEADA POR UNA FAMILIA DE SUPERFICIES
EQUIPOTENCIALES,DONDE EL POTENCIAL
ELECTRICO “V”POSEE UN VALOR CONSTANTE
EN CADA SUPERFICIE Y SU VALOR VARIA DE UNA
SUPERFICIE A OTRA.

UNA MANERA DIFERENTE DE LLEGAR A LA
MISMA CONCLUSIÓN DE QUE LA SUPERFICIE
EQUIPOTENCIAL POSEE EL MISMO POTENCIALES
DE LA SIGUIENTE MANERA:

V =( 1/4π єo)(Q/R)

NOTA: LA TANGENTE EN CUALQUIER PUNTO DE
UNA LINEA DE E INDICA LA DIRECCIÓN DEL CAMPO EN DICHO PUNTO

IV.MATERIALES E INSTRUMENTOS

FUENTE DE CORRIENTE CONTINUA
UNA CUBETA
SULFATO CÚPRICO
UN GALVANÓMETRO
UN MULTITESTER
DOS ELECTRODOS DE COBRE (DOS PLACAS, DOS ANILLOS, DOS PUNTAS)
UNA FUENTE DE VOLTAJE CD O PILASDOS PLIEGOS DE PAPEL MILIMETRADO
SEIS CABLES DE CONECCIÓN COCODRILO –COCODRILO
UNA RESISTENCIA DE NICRON

V.PROCEDIMIENTO:

1. VERTIR EL SULFATO CUPRICO HASTA UNA ALTURA APROXIMADA 1CM EN LA CUBETA DE TAL MANERA QUE SE OBTENGA UNA CAPA UNIFORME DE ÉSTA A LO LARGO DE TODA LA CUBETA.

2. TRAZAR EN UN PLIEGO DE PAPEL MILIMETRADO UN SISTEMA DE COORDENADAS CARTESIANAS.

3....