LineasEquipotenciales

ESCUELA DE INGENIERIA AERONAUTICA Y DEL ESPACIO
Laboratorio de Física II

Guión de prácticas

LINEAS EQUIPOTENCIALES
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Finalidad del experimento.

Estudiar un campo eléctrico estacionario mediante el estudio de
sus líneas equipotenciales. Representar su distribución y el campo
eléctrico entre (a) dos placas metálicas paralelas y (b) entre un
punto cargado y un plano.

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Material.

Cubetaelectrolítica, dos placas y una barra metálicas, fuente de
alimentación. Potenciómetro, voltímetro y amperímetro.

1.- Introducción.
Los líquidos con sales disueltas o en suspensión son un medio conductor de la
electricidad. En el montaje de la Fig. 1a, sumergimos en una capa de agua de menos de 1 cm de
profundidad la parte inferior de dos placas metálicas. Dichas placas se encuentran conectadas a
unafuente de alimentación que establece entre ellas una diferencia de potencial
Δ V =V B −V A =30 voltios. El medio líquido transportará una corriente eléctrica y se comportará
de un modo análogo a un medio material isótropo en el que existe un campo eléctrico
estacionario. En el experimento de la práctica mediremos primero la intensidad del campo
eléctrico que existe entre dos placas paralelas yluego estudiaremos la forma que toman la líneas
equipotenciales entre dos placas planas y entre un punto y un plano.
En la práctica emplearemos el material de la Fig. 1a. La cubeta tiene el fondo transparente
de modo que pueda verse la hoja de papel milimetrado que tiene debajo adherida con cinta
adhesiva, cuyo propósito es tener una referencia para medir las posiciones ( x , y) con respecto
a una delas placas. El montaje de la práctica responde al esquema eléctrico de la Fig. 1b cuyos
elementos se muestran en la fotografía de la Fig. 1a. La fuente de alimentación establece una
diferencia de potencial V o=Δ V constante de 30 voltios entre las dos placas planas E 1 y
E 2 entre las que circula a través del líquido una pequeña corriente eléctrica. El punto S se
encuentra al mismo potencialeléctrico que la sonda P cuyo extremo se introduce en el líquido en
el punto ( x 1 , y 1) del líquido. El voltímetro del esquema mide la diferencia de potencial eléctrico
V entre la placa E 1 y el punto S que se establece entre 0 y 30 voltios por medio de la
resistencia variable R. Circulará una corriente eléctrica (positiva o negativa) por el amperímetro A
cuando el potencial V del punto S seadiferente del potencial del punto ( x 1 , y 1) donde se
encuentra sumergida la sonda P.
2.- Realización.
Con el montaje de la Fig. 1b podemos hacer dos cosas.
A) Mantenemos la sonda P en una posición fija y variamos la resistencia R hasta que no
circule corriente por el amperímetro A. El potencial del punto ( x 1 , y 1) donde se encuentra
la sonda es el voltaje V 1 que marca el voltímetro V del esquema.B) Fijamos un potencial V 1 entre 0 y 30 voltios mediante el reostato R y luego buscamos los

puntos ( x i , y i ) de la cubeta en donde no circula corriente por el amperímetro A. De este
modo encontraremos la línea equipotencial en el plano de la cubeta, que se define como el
conjunto de puntos que se encuentran al mismo potencial eléctrico.
Para medir el campo eléctrico emplearemos elprocedimiento (A) y para determinar la forma de las
líneas equipotenciales es más fácil emplear el procedimiento (B).

Fig. 1a : La práctica de líneas equipotenciales.

Fig. 1b : Esquema del circuito de medida con la cubeta,
las dos placas paralelas E1 y E2 y la punta P que se
introduce en la capa de agua.

En primer lugar hemos de asegurarnos que la cubeta contenga aproximadamente algo más de
mediocentímetro de profundidad de agua de modo que la parte inferior de los electrodos
metálicos queden completamente sumergidos. Comenzaremos con las dos placas paralelas y
para comprobar que todo está correctamente conectado, encendemos la fuente de alimentación y
fijamos con el potenciómetro R un voltaje V 1 de 15 voltios. Si introducimos la sonda en el líquido
cerca de la placa E 1 la corriente en el...