Prueba

SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES
I. Objetivo ^
• Fortalecer el entendimiento de campos eléctricos, líneas de campo y su relación con superficies
de potencial constante.
• Trazar superficies equipotenciales1
• Visualizar los mapas de superficies equipotenciales asociados con varias distribuciones de
cargas simples
I. Fúndame ntac ion
Superficie Equipotencial
Una superficieequipotencial se puede definir como el conjunto de puntos que integran una trayectoria cerrada circular alrededor de una carga eléctrica y todos los puntos tiene la misma magnitud de potencial eléctrico.
\ Superficie \ Equipotencial Vi
Las líneas de campo nos ayudan a visualizar los campos eléctricos. De manera semejante, el potencial en diversos puntos de un campo eléctrico se puede representargráficamente mediante superficies equipotenciales.
En una región donde está presente un campo eléctrico se pueden construir superficies equipotenciales.
Al presentarse una carga unitaria o configuración de cargas en el espacio esta origina perturbaciones en el espacio circundante. Cuando las cargas son estáticas se originan 2 magnitudes medibles íntimamente relacionadas: El campo eléctrico E magnitudde vectorial y el potencial eléctrico V magnitud escolar, ambas función de la posición (x,y,z).
Cuando se coloca una carga de prueba qu en un punto P=(x,y,z) sobre esta activa una fuerza con ser activa Fe da origen eléctrico provocada por las cargas iniciales en el espacio. Se define el campo eléctrico como E=Fe/q siendo este un campo conservatorio.
El trabajo realizado para mover una carga eneste campo será igual al trabajo que realiza el campo E pero con signo '■imbiado.
Wext = -WE
Luego para un desplazamiento infinitesimal ds
dW=F««. ds
Entonces:
dW= - Fe . ds
dW= - q0 E.ds
Para una trayectoria C el trabajo total estará dado entonces por la integral de línea de E sobre C.
W = - q. E.ds
Se define el potencial eléctrico a suplente potencial V como el trabajo por unidad decarga que debido hacer una tuerza externa para traer una carga desde el infinito a la posición que ocupa en el campo E, por lo tanto la diferencia de potenciales entre el punto A y el punto B será
Como E es un campo conservativo, sea una curva C ^ C se define que
Para obtener el campo de una configuración de mucha cargas se une el principio de
Superposición

Entonces el campo E es perpendicular ala superficie que contiene a los puntos con misma potencial, este lugar geométrico se denomina superficie equipotencial, y se puede demostrar que en general las líneas de campo E son perpendicular a toda superficie equipotencial.
Ex potencialmente resulta mucho más sencillo medir el valor del potencial V en un punto (x,y,z), y además conociendo la función de potencial se puede determinar elvalor del campo E en cualquier punto mediante la relación
E(x,y,z)~- V (x,y,z)
Entonces se puede definir al campo E como la razón de cambio de V respecto a la posición [E] = V/m = N/C.
Para poder medir la diferencia de potencial entre 2 puntos del espacio necesitaremos establecer una cociente entre estos para esto utilizaremos una solución conductora de sulfato de cobre la corriente puede sermedida con un galvometro, por lo tanto en aquellos puntos en donde no se establezca una corriente serán los que están al mismo potencial, de esta manera trataremos de encontrar puntos para poder trazar curvas equipotenciales.
III. Equipo Requerido
Amplificador de potencia
- Electrodos de variasformas
Multímetro
Interfax ScienceWorkshop
Cables de conexión
La hoja a escala
IV. ProcedimientoParte Configuración del equipo
1. Realice el montaje que muestra la Figura 1, usando las placas paralelas como electrodos. Verifique que el nivel del agua esté 2 mm por encima de la superficie del acrüico y que la fuente esté a una diferencia de potencial de 10 V ó 5V. Conecte la interfaz SáenceWorksíxtp al computador y enciéndala
2. Conecte el ampBficador de potencia a los canales analógicos...