PRACTICA 3

Práctica 3
CAMPO ELÉCTRICO
3.1 Introducción
3.1.1 Concepto de campo. Es más útil, imaginar que cada uno de los cuerpos cargados modifica las propiedades del espacio que lo rodea con su sola presencia. Supongamos, que solamente está presente la carga Q, después de haber retirado la carga q del punto P. Se dice que la carga Q crea un campo eléctrico en el punto P. Al volver a poner la carga q enel punto P, cabe imaginar que la fuerza sobre esta carga la ejerce el campo eléctrico creado por la carga Q.

Cada punto P del espacio que rodea a la carga Q tiene una nueva propiedad, que se denomina campo eléctrico E que describiremos mediante una magnitud vectorial, que se define como la fuerza sobre la unidad de carga positiva imaginariamente situada en el punto P.

3.1.2 Energía potencial.La fuerza de atracción entre dos masas es conservativa, del mismo modo se puede demostrar que la fuerza de interacción entre cargas es conservativa. El trabajo de una fuerza conservativa, es igual a la diferencia entre el valor inicial y el valor final de una función que solamente depende de las coordenadas que denominamos energía potencial.







El trabajo infinitesimal es el producto escalardel vector fuerza F por el vector desplazamiento dl, tangente a la trayectoria.

Para calcular el trabajo total, integramos entre la posición inicial A, distante rA del centro de fuerzas y la posición final B, distante rB del centro fijo de fuerzas.

El trabajo W no depende del camino seguido por la partícula para ir desde la posición A hasta la posición B. La fuerza de atracción F, que ejerce lacarga fija Q sobre la carga q es conservativa.  La fórmula de la energía potencial es

El hecho de que la fuerza de atracción sea conservativa, implica que la energía total (cinética más potencial) de la partícula es constante, en cualquier punto de la trayectoria.

3.1.3 Líneas de Campo Eléctrico. Dada una distribución de cargas, en cada punto del espacio existe un campo eléctrico. Definimos laslíneas de campo eléctrico como aquellas líneas cuya tangente es paralela al campo eléctrico en cada punto.







3.2 Objetivos.
3.2.1 Objetivo General. Determinar y evidenciar experimentalmente la existencia de un campo eléctrico (E).
3.2.2 Objetivo Especifico. Determinar el campo eléctrico a partir de dos métodos:.
1er. Método. Determinar la intensidad del campo eléctrico E, a partir de ladiferencial potencial midiendo lo siguiente:
La distancia de separación entre placas.
El voltaje o diferencia de potencial entre placas.
2do. Método. Determinar el campo E, a partir de la Ley de Gauss, midiendo lo siguiente:
El diámetro de las placas (para evaluar el área de placas).
La carga acumulada en placas.
3.3 Material y equipo utilizado.
- Una fuente de alimentación de voltaje continúo yalterno(c.c. c.a.)
- Un amplificador lineal de cargas
- Un galvanómetro
- Un cable coaxial
- Condensador de placas paralelas
- U flexometro
- 6cables de conexión
- Un multimetro
3.4 Esquema de la práctica


3.5 Datos Experimentales para Evaluación del Campo Eléctrico.
MESA 2
Primer Método:

Segundo Método:
 
Variables Experimentales
Permitividad
Variables Calculadas
N
Q (C)
D (m)
eo(C2/Nm2)
Área (m2)
E (N/C)
1
1.6E -8
0,255 
8,85E-12
0,051 
35.449E 3
2
0.7E -8



15.509E 3
3
0.7E -8



15.509E 3
4
0.7E -8



15.509E 3

3.6 Cálculo de Errores MESA 2.
No
Valor mas Probable
Valor mas Exacto
Error Absoluto
Error Relativo
1
35.449E 3
31.379E 3
4070
13%
2
15.509E 3
20.041E 3
4532
23%
3
15.509E 3
14.926E 3
583
4%
4
15.509E 3
14.671E 3
583
4%


3.6 Cuestionario.
1.- De que maneravaria la intensidad de campo eléctrico con la distancia para una carga puntual?
Supongamos una carga q0 situada la una distancia r de una carga puntual q:La fuerza que actúa sobre q0:

Si consideramos un :
a. Campo cercano: Muy cerca de una carga predomina el campo de esta. Por tanto, sus líneas son radiales y esfericamente simétricas.
b. Campo lejano: lejos del sistema de cargas, el patrón deberá...