Superficies Equipotenciales

Introducción
Describir los fenómenos de la electrostática mediante conceptos, como por ejemplo el
potencial eléctrico, ayuda a simplificar además de extraer utilidades prácticas para esta ciencia.
Como bien sabemos la interacción de las energías asociadas a fenómenos eléctricos son de
vital importancia para la vida contemporánea, su importancia radica en autorizaciones prácticas,
dada suíntima relación con fenómenos derivados y relacionados con esta, como por ejemplo
fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros.
La observación de los fenómenos eléctricos naturales históricamente fueron el puntapié
inicial de esta ciencia, sin embargo son los experimentos aislados los que nos permiten
comprender el comportamiento de dichos fenómenos naturales en su totalidad.Se asumen ciertas descripciones de fenómenos físicos, y a partir de estos se crean nuevas
relaciones, así por ejemplo se define el concepto de líneas equipotenciales a través del concepto
de voltaje, y se intenta relacionar este con el concepto de campo eléctrico. Concretamente el
experimento a presentar, trata de descubrir experimentalmente las líneas equipotenciales de un
sistema, es decir,líneas de igual potencia eléctrica.
Utilizaremos ciertas técnicas para plantear un problema complejo, en este caso
esquematizar líneas equipotenciales en un circuito real. La abstracción del problema y más
precisamente su complejidad puede simplificarse a través del entendimiento de la geometría del
sistema. Entiéndase por esto la simplificación de un circuito tridimensional hacia larepresentación
de un circuito bidimensional obteniendo resultados que no describen completamente la realidad del
problema, pero que sin embargo sirve de modelo para una primera experiencia con el estudio de
líneas equipotenciales.
El análisis en función de los datos obtenidos es resultado del estudio de la teoría del
potencial eléctrico, el que deriva de conceptos provenientes de la electrostática,osea en este
experiencia no se intenta demostrar nada, sino refutar una teoría ya establecida.
Objetivos
General:
•
Reforzar por medio de la experimentación el concepto de potencial y el de campo
eléctrico.
Específicos:
• Encontrar experimentalmente las líneas que se pueden trazar en nuestra superficie de
trabajo.
• A partir de estas líneas equipotenciales, encontrar laslíneas de campo eléctrico(o
fuerza eléctrica) que cubran toda nuestra superficie plana.
• Mostrar experimentalmente que el potencial eléctrico es constante(campo eléctrico
nulo) al interior de un espacio cerrado por un conductor.
Fundamento Teórico
Líneas de campo eléctrico
Del estudio de Campo Eléctrico conocemos el concepto de “líneas de campo eléctrico”.Las cuales son rectas o curvas imaginarias trazadas a través de una región del espacio, de
modo que son tangentes en cualquier punto que esté en la dirección del vector campo
eléctrico(E). Estas nos muestran la dirección de E en cada punto y su esparcimiento da una
idea general de la magnitud de E . Mientras más juntas se encuentren las líneas de campo,
mayor será la magnitud de E, ydonde más esparcidas se dibujen, menor será la magnitud de
E. Además tenemos que como la dirección de E es única en cualquier punto del espacio, la
líneas de campo nunca se cruzan.
Imagen 1
Superficies equipotenciales
Así como las líneas de campo nos ayudan a visualizar los campos eléctricos, de
manera similar, el potencial en varios puntos de un campo eléctrico pueden representarse demanera gráfica, por medio de las llamadas “superficies equipotenciales”. Estas son superficies
tridimensionales sobre la que el potencial eléctrico V es el mismo en todos sus puntos.
Imagen 2
La imagen 2 en su figura a) muestra dos cargas puntuales de igual signo y su respectiva
superficie equipotencial y en b) la superficie equipotencial de cargas de signo contrario.
Relación entre lineas...