laboratorio

1. RESUMEN


Esta práctica de laboratorio la hemos realizado con el fin de analizar la relación entre la intensidad del campo eléctrico y la diferencia de potencial para una esfera conductora, mediante un montaje en el que utilizaremos una placa con un medidor de campo eléctrico, con el fin de obtener una distribución de campo sin distensiones; mediante inducción de carga eléctricageneraremos un campo que será igual al punto en donde situamos el medidor.


















2. OBJETIVOS

2.1. Objetivo General
Determinar la relación entre la intensidad del campo eléctrico y la diferencia de potencial para una esfera conductora.

2.2 Objetivos específicos

2.2.1 Establecer la relación entre la intensidad del campo eléctrico y el potencial eléctrico, a unadistancia fija r, medida desde el centro de una esfera conductora
2.2.2 Determinar la relación entre la intensidad de campo eléctrico y la distancia r, medida desde el centro de una esfera conductora, cuyo potencial eléctrico se mantendrá constante.













3. DESARROLLO TEÓRICO

En todo conductor eléctrico la carga eléctrico la carga se distribuye sobre su superficie; el campoeléctrico en su interior es cero y el trabajo neto efectuado sobre una capa prueba por la superficie para cualquier trayectoria interior será cero.
Es decir, el interior de la esfera tiene potencial eléctrico constante e igual al de su superficie.

Para una esfera conductora de radio R, con carga Q, el potencial eléctrico V en su superficie y en su interior se determinara mediante la siguienteecuación:



La carga Q en la superficie de la esfera es:



Para distancias mayores que R, (r>R) la esfera se comporta como una carga puntual y el potencial eléctrico Ψ resulta ser:


Combinando las dos ecuaciones anteriores se puede demostrar que:



La magnitud E del campo eléctrico, para un punto a una distancia r del centro de una esfera conductora de radio R, donde r>R, estádada por:



Como la carga en la superficie de la esfera conductora es , la magnitud del campo eléctrico seria:


4. DETALLES EXPERIMENTALES

A. Relación entre el campo eléctrico y el potencial eléctrico
1. Ubicamos la esfera conductora a 24 cm de la placa del medidor de campo eléctrico
2. Encender la fuente de voltaje y colocar el multímetro ( medidor de campo eléctrico) en una escalade 20V y acomodar la lectura a cero
3. Suministramos a la esfera un potencial eléctrico de 0,5KV y tomamos la medida consignando los datos en la primera tabla.
4. Repetimos el procedimiento anterior dejando constante el valor de la distancia, aumentando el campo eléctrico 1.0,1.5,2.0, 2.5 y 3.0 KV consignando los datos en la tabla 1.
B. Relación entre el Campo eléctrico y la distancia a laesfera conductora
1. Disminuimos la distancia de la esfera para dejarla a 4cm de la placa.
2. Proporcionamos a la esfera un potencial constante de 1.0 KV y tomamos la medida consignando los datos en la segunda tabla.
3. Dejamos constantes el potencial de la esfera y variamos la distancia aumentándola 4cm hasta llegar a 24cm, y tomamos la medida consignando los datos en la segunda tabla.5. RESULTADOS EXPERIMENTALES
CAMPO Y POTENCIAL ELECTRICO
DATOS OBTENIDOS
Radio de la esfera conductora: R= 19 mm =0,019m
Tabla1. r=24cm
V(Kv)
E(Kv)
Ψ
0,5
0,71*10

1,0
1,44*10

1,5
2,07*10

2,0
3,08*10

2,5
3,76*10

3,0
4,60*10


Tabla 2. V =1 KV
r(m)
E(Kv)
r2
0,08
7,35*10

0,12
4,27*10

0,16
2,84*10

0,20
2,23*10

0,24
1,94*106. PROCESAMIENTO DE DATOS

A. Relación entre el campo eléctrico y el potencial eléctrico
1. Calcule los valores de Ψ (ecuación 3) en la tabla 1. Construya la gráfica de Ψ vs E
2. ¿Cuál es la forma del grafico obtenido?¿Pasa por el origen?
3. ¿Qué tipo de relación entre E y Ψ (proporcional directa, proporcional inversa, exponencial, etc.)? ¿Es el tipo de relación que...