lineas equipotenciales

LINEAS EQUIPOTENTES
Fabián Martínez y Julián Rodríguez
Facultad de Ciencias, Fundamentos de Mecánica

Universidad Nacional de Colombia, Bogotá
Resumen
Se estudiaran los conceptos de potencial eléctrico y las líneas equipotenciales como su representación gráfica como también su relación con los campos eléctricos y líneas de campo eléctrico. Es importante reconocer la diferencias yrelaciones entre potencial y campo eléctrico para ello se puede visualizar más rápidamente mediante las líneas equipotenciales y líneas de campo eléctrico. Se reconocerá como cambia el espacio que le rodea a una interacción eléctrica, en este caso utilizaremos dos electróforos para evaluar este cambio.
1. INTRODUCCIÓN

En esta práctica se determinara y analizara las configuraciones de las líneas delcampo eléctrico debido a varias distribuciones de carga generadas alrededor de dos electrodos y entre dos placas cargadas que se encontraran en una cubeta con una capa de agua. Se utilizara un voltímetro, el cual medirá el potencial eléctrico y reescribiéremos los puntos que vamos a medir en un papel milimetrado con sus respectivas coordenadas con las cuales se determinaran con un trazo laslíneas equipotenciales en la cual cada línea equipotencial es constante. La comprensión de las superficies equipotenciales será utilizada para deducir conclusiones relacionadas con los campos eléctricos asociadas con dichas distribuciones.

2. TEORÍA RELACIONADA

Las líneas de campo nos ayudan a visualizar los campos eléctricos. En forma similar, el potencial en varios puntos de un campoeléctrico puede representarse por medio de líneas equipotenciales.
El campo eléctrico es una cantidad vectorial, y es la fuerza por unidad de carga que se ejerce sobre una carga de prueba sobre cualquier punto, siempre que la carga de prueba sea tan pequeña que no permute las cargas que generan el campo. Puede dirigirse el campo eléctrico hacia la carga si es negativa o fuera de ella si es positiva. Laslíneas de campo eléctrico proporcionan una representación gráfica de los campos eléctricos.
El potencial eléctrico, es un escalar, y representa la energía potencial por unidad de carga. Una línea equipotencial es aquella en la que el potencial tiene el mismo valor en cada punto. En el punto en que la línea de campo cruza una línea equipotencial, ambas son perpendiculares.
En una líneaequipotencial dada, el potencial tiene el mismo valor en todos los puntos. Sin embargo, en general la magnitud del campo eléctrico no es la misma en todos los puntos sobre una línea equipotencial.
El potencial eléctrico se relaciona matemáticamente con el campo eléctrico mediante la siguiente ecuación:


Donde a se le llama gradiente de potencial. [1]

Figura 1. Líneas de campo y su relacióngrafica con líneas equipotenciales. [2]

3. MONTAJE Y PROCEDIMIENTO

En una cubeta cubierta por una capa de agua colocaremos dos electrodos, lo conectaremos a una fuente de voltaje el cual será de 10 voltios. Se conecta el voltímetro de manera que el borne negativo se conectara al electrodo de carga negativa y el borne positivo al explorador, con el cual buscaremos puntos de igual potencial.Debajo de la cubeta de agua habrá un papel milimetrado con el cual podremos transcribir las coordenadas a otro papel milimetrado el cual se agregara al informe. (Figura 2.)
Se buscaran 4 puntos que tengan el mismo potencial y escogeremos 4 potenciales diferentes. Para así realizar 4 líneas equipotenciales sobre el papel milimetrado. Repetiremos este procedimiento para 2 electrodos circulares, 2planos y uno circular con uno plano.
Ya obtenidos los puntos de potencial realizaremos sus respectivas líneas equipotenciales se construirán las líneas de campo eléctrico que intersectaran las líneas equipotenciales siempre perpendicularmente; así de este modo trazaremos al menos 10 líneas de campo eléctrico.

Figura 2. Montaje realizado para calcular puntos de potencial.
1. Papel...