Superficies equipotenciales y lineas de campo electrico

LABORATORIO Nº 9
SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES Y LINEAS DE CAMPO ELECTRICO

INTRODUCCION
En la práctica se determino experimentalmente los cambios en las configuraciones de campo eléctrico debido a diferentes distribuciones de cargas, estas distribuciones me permiten trazar líneas equipotenciales y analizar su relación con las líneas de campo eléctrico.
MARCO TEORICO
Es posible conseguir unarepresentación gráfica de un campo de fuerzas empleando las llamadas líneas de fuerza. Son líneas imaginarias que describen, si los hubiere, los cambios en dirección de las fuerzas al pasar de un punto a otro. En el caso del campo eléctrico, puesto que tiene magnitud y sentido, se trata de una cantidad vectorial, y las líneas de fuerza o líneas de campo eléctrico indican las trayectorias queseguirían las partículas positivas si se las abandonase libremente a la influencia de las fuerzas del campo. El campo eléctrico será un vector tangente a la línea de fuerza en cualquier punto considerado.
Una carga puntual positiva dará lugar a un mapa de líneas de fuerza radiales, pues las fuerzas eléctricas actúan siempre en la dirección de la línea que une a las cargas interactuantes, y dirigidashacia fuera porque las cargas móviles positivas se desplazarían en ese sentido (fuerzas repulsivas). En el caso del campo debido a una carga puntual negativa el mapa de líneas de fuerza sería análogo, pero dirigidas hacia la carga central. Como consecuencia de lo anterior, en el caso de los campos debidos a varias cargas las líneas de fuerza nacen siempre de las cargas positivas y mueren en lasnegativas. Se dice por ello que las primeras son «manantiales» y las segundas «sumideros» de líneas de fuerza.
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 representar gráficamente mediante superficies equipotenciales. Esta es una superficie tridimensional sobre la cual el potencial eléctrico, Ves el mismo en todos los puntos. Si se traslada una carga de prueba q0 de un punto a otro sobre una superficie de este tipo, la energía potencial eléctrica q0V es constante. En una región donde esta presente un campo eléctrico se puede construir una superficie equipotencial que pase por cualquier punto. Ya que la energía potencial no cambia cuando una carga de prueba se traslada sobre unasuperficie equipotencial, el campo eléctrico no puede realizar trabajo sobre esta carga. Se sigue que E debe ser perpendicular a la superficie en todos los puntos, para que la fuerza eléctrica (q0 E) sea en todo momento perpendicular al desplazamiento de una carga que mueve sobre la superficie. Las líneas de campo y las superficies equipotenciales son siempre mutuamente perpendiculares. En general, laslíneas de campo son curvas y las equipotenciales son superficies curvas. En el caso especial de una campo uniforme, en el que las líneas de campo son rectas y paralelas y están igualmente espaciadas, las superficies equipotenciales son planos paralelos perpendiculares a las líneas de campo.
Reglas para trazar líneas equipotenciales
* Las líneas de campo eléctrico son perpendiculares a laslíneas equipotenciales y señalan desde las regiones de potencial alto hacia las regiones de potencial bajo
* El número de líneas de campo eléctrico asociadas con una distribución de cargas debe ser proporcional a la magnitud de la carga
* Las líneas de campo eléctrico no pueden cruzarse
Relación entre las líneas de campo eléctrico y el campo eléctrico
a. El campo eléctrico es tangente ala línea de campo eléctrico en cada punto
b. La magnitud del campo eléctrico es grande cuando las líneas están próximas entre si y es pequeño cuando las líneas están separadas.

OBJETIVOS
* Fortalecer el entendimiento de campos eléctricos, líneas de campo y su relación con superficies de potencial constante
* Trazar superficies equipotenciales
* Visualizar los mapas de...