Laboratorio

LINEAS EQUIPOTENCIALES
































2015
LINEAS EQUIPOTENCIALES



























Dada la amplia aplicación que tiene la física en el campo de la ingeniería y la necesidad de su enseñanza desde el punto de vista práctico. Se hace necesaria la implementación de experimentos que sean representativos para los temas impartidos en el curso de electricidad y magnetismo.En este laboratorio se hará un montaje experimental que nos permita realizar una visualización de las líneas equipotenciales para varias configuraciones diferentes de los electrodos

El trabajo consiste en sacar el voltaje de cada configuración de electrodos los cuales se utilizara el voltímetro para establecer el voltaje de dichos electrodos en diferentes puntos, teniendo en cuenta la hojamilimetrada se tomara los puntos de referencia para las distintas mediciones, cada medición tendrá valores diferentes debido a la configuración de los electrodos, en esta se utilizara una cubeta de agua y una fuente y se medirá respectivamente con el voltímetro, en cada punto de medición se verá que el voltaje cambia dependiendo de la configuración de los electrodos.



















MATERIALES

1.Fuente de voltaje (5 v).
2. Voltímetro
3. Cubeta plástica rectangular
4. Diferentes configuraciones de electrodos
5. Agua
6. Cables de conexión
7. Cable de conexión que termine en punta
8. Dos varillas
9. Aro de metal





OBJETIVOS


*Observar experimentalmente la formación de líneas equipotenciales para diversas distribuciones de carga electrodos.

*Verificar experimentalmente la apariciónde líneas de campo eléctrico entre los electrodos y comprobar que ellas son mutuamente ortogonales con las líneas equipotenciales.

*Establecer las características generales que poseen las líneas de campo y las líneas equipotenciales para un conjunto de electrodos dados.






























LINEAS EQUIPOTENCIALES

Toda carga crea en el espacio que lo rodea tanto un campo eléctricovectorial e como un campo de potencial eléctrico escalar v, cuyas expresiones están en función de la distancia r de un punto dado en consideración y de la magnitud de la carga. En general, la dependencia espacial explícita de esos campos e y v depende de la forma como espacialmente estén distribuidas las cargas. En el caso de cargas puntuales se presenta una simetría esférica, de modo que los campos ey v presentan una disminución radial en sus valores y tienden a cero a medida que nos alejamos de las cargas que producen los campos, matemáticamente hablando, expresamos esas variaciones como:






donde q es la magnitud de la carga que genera el campo eléctrico e con su respectivo signo y es el vector unitario dirigido desde la carga hasta el punto donde se calcula el campo eléctrico e. en elcaso de dos placas conductoras paralelas el campo e presenta un valor constante en la región comprendida entre las placas; pero el potencial eléctrico v es directamente proporcional a la distancia perpendicular medida en referencia a uno de los electrodos, que desde el punto de vista experimental generalmente es tomada en un circuito desde el punto de potencial cero o tierra. Notamos entonces doscosas importantes: la diferencia en el valor que toman el campo eléctrico e y el potencial eléctrico v, y adicionalmente el hecho de que solo para distancias perpendiculares la variación de v es proporcional con la distancia. Matemáticamente hablando, estos comportamientos son correlacionados mediante el concepto de gradiente ya que se está relacionando un campo vectorial e con un campo escalar v.el gradiente en este caso, es definido por un vector (el campo eléctrico e en este caso) que se encuentra normal a una superficie o curva en el espacio ya que esa será la dirección en la cual el potencial eléctrico cambiará más rápidamente. Formalmente:




Un aspecto importante de los campos electrostáticos es que en la región entre los electrodos tendremos conjuntos de puntos geométricos que...