Practica del campo electrico

Camp, potencial, línies de camp i superfícies equipotencials
Objectiu
L’objectiu d’aquesta activitat és facilitar el coneixement del concepte de camp elèctric a traves de l’estudi de les línies de camp i de superfícies equipotencials mitjançant applets de física d’Internet (physlets), el programa Electrostàtica ( fet en Visual basic ) i simulacions en Interactive Physics. Les activitats son denivell de 1r i de 2n de Batxillerat.
Fonament teòric
Per poder fer aquesta practica primer hem d’estudiar el concepte de camp elèctric, força elèctrica i potencial elèctric, i les seves aplicacions. Així l’immensa majoria d’aplicacions de l’electricitat estan basades en el moviment de la carrega al llarg de circuits i el seu estudi correspon a l’electrodinàmica. Però, abans, cal conèixer elsfenòmens de l’electrostàtica, és a dir, el comportament de les carregues elèctriques en repòs.
I dit això La llei de Coulomb serà el punt de partida, ja que ens indica com és la força elèctrica entre dues carregues en repòs. A continuació, parlarem dels següents conceptes com:
La llei de Coulomb: aquesta llei és una llei d’acció a distancia, com la llei de gravitació Universal de Newton per ad’interacció gravitatòria entre dues masses iguals: segons la llei de Coulomb, quan tenim una certa carrega puntual q , i situem una altre carrega puntual q' a una certa distancia r de la primera, la carrega q'experimentará de forma instantània i a distancia una força que, segons la llei de Coulomb, és proporcional al producte de les carregues i inversament proporcional al cuadret de distancia que lessepara.
Força elèctrica: definim a la força elèctrica com la manifestació de l’existència de la carrega elèctrica, una propietat bàsica de la matèria que apareix en dues formes distintes, que anomenem carrega positiva i carrega negativa.
Fe=Kq1∙q2r2
K: és l’anomenada constant de Coulomb que té com valor k=9,0∙109, i que a més té a veure amb la permeabilitat del medi entre les dues carregues q1 iq2 .
Aquesta constant s’expressa com K=14πϵ , on la constant ϵ=ϵ0∙ϵr.
ϵr és la permeabilitat relativa, ϵr>1
ϵ0 és la permeabilitat del medi en el vacio, i és igual a ϵ0=8,85∙10-12 C2Nm2.
Camp elèctric: definim el camp elèctric com aquella regió en l’espai on qualsevol carrega situada en un punt de aquella regió experimenta una acció o força elèctrica.
Intensitat del camp elèctric:definim el vector camp elèctric E com la força que s’exerceix sobre una carrega de prova positiva q0 col·locada en cert punt dividida por el valor de la carrega q0 o, dit d’una altre manera, la força que s’exerceix en aquell punt sobre la unitat de carrega positiva.
E=Feq
Fe: és la força elèctrica que s’exerceix en aquell punt sobre la carrega.
Les unitats de E ( camp elèctric ) en el sistemainternacional són Newton/Coulomb.
Potencial elèctric: abans hem descrit el camp elèctric, és a dir, l’espai modificat per la presencia de carregues elèctriques, a partir de la força que actua sobre la unitat de carrega positiva a cada punt quan es troba dins d’aquest espai.
Però si ara intentem descriure al camp elèctric considerant que l’energia potencial elèctrica d’una carrega qualsevol varia d’unlloc a un altre. D’acord amb això, i d’una forma similar a com s’ha definit la intensitat del camp elèctric, podem definir el potencial elèctric V, de cada punt dins d’un camp elèctric com l’energia potencial que té la unitat de carrega positiva que hi hagi en el punt.
V=Epq
Així doncs, el potencial és el quocient entre l’energia potencial que té el valor de la carrega.
La unitat depotencial V en el sistema internacional és Volt ( és a dir, 1 J i 1 C ).
Altres definicions
Una línia de camp elèctric es defineix com una línia imaginaria dibuixada de tal manera que la seva direcció i sentit en qualsevol punt és la direcció i sentit del camp elèctric en aquell punt.
* Vector del camp elèctric.

Una línia de camp indica, a cada punt, la direcció de la força elèctrica que...