Tp 1 Fisica Ii - Fiuba

Física II





Líneas de campo eléctrico


Trabajo Práctico Nro. 1






Alumnos Padron






Introducción

En este trabajo práctico se quiere determinar el vector campo eléctrico debido a la aplicación de una diferencia de potencial entre dos zonas del espacio (electrodos). Para ello se determinarán experimentalmente valores dediferencia de potencial en una grilla de puntos y luego se calculará el campo eléctrico (módulo y dirección). También se tomarán líneas equipotenciales con las que se podrá inferir la dirección del campo. Se compararán los resultados experimentales con los obtenidos a partir de la resolución analítica de un “dipolo” formado por dos cargas puntuales y otro formado por dos distribuciones lineales yuniformes de carga. En la segunda parte, se utilizará un método numérico para comparar los resultados teóricos con los experimentales.


Conceptos básicos

El campo eléctrico (E) se define como un campo vectorial generado por un sistema de partículas cargadas sobre el espacio que las rodea. El campo en cualquier punto del espacio circundante al sistema de cargas se define como la fuerzaeléctrica que actúa sobre una carga puntual colocada en un determinado punto del espacio. Con los cual el campo eléctrico en un punto es un vector que define la condición generada por un sistema de cargas sobre ese punto.

El campo eléctrico puede representarse mediante líneas de campo. Estas son tangentes al campo eléctrico en todo punto e indican su dirección. En los campos electrostáticos, nohay movimientos de cargas, con lo cual el campo es conservativo, y admite función potencial (V) cuya dirección de máximo decrecimiento coincide con la dirección del campo eléctrico.

Objetivos

El trabajo práctico tiene como objetivo principal tanto el análisis del campo generado por la aplicación de una diferencia de potencial entre dos zonas de un espacio cuassi-plano asi como también, ladeterminación del vector campo eléctrico, utilizando en ambos casos un método grafico.

A demás, un objetivo que se deriva del anterior es el de tener un acercamiento al uso de líneas de campo u líneas o superficies equipotenciales como una representación grafica de los efectos electrostáticos que se generan a partir de una diferencia de potencial.

Por lo tanto, los objetivos los resumimosen:

• Trazar líneas equipotenciales sobre el plano (una hoja milimetrada)

• Obtener las líneas de campo de un campo eléctrico generado mediante un sipositivo

• Trazar vectores de campo eléctrico en determinados puntos para poder visualizar el comportamiento aproximado de las cargas en movimiento.

Desarrollo


Materiales y equipamiento

• Cuba (recipiente plástico)• 2 electrodos

• Un conductor (cilindro metalico)

• Fuentes de alimentación

• Voltimetro

• Cables conductores

• Dos hojas milimetradas tamaño oficio


Armado del espacio de trabajo

En primer lugar colocamos los electrodos y el conductor en la cuba. Los electrodos enfrentados diagonalmente a una distancia de 30cm aproximadamente y el conductor en elcetro de la cuba. Luego llenamos la cuba con agua hasta alcanzar una altura de 2cm. Continuamos conectando el borne negativo (color rojo) y el positivo (color negro), proveniente de una fuente de alimentación con una diferencia de potencial entre ellos de 10V, a los electrodos. A continuación conectamos el Voltímetro de manera tal que el cable negro quede unido al electrodo negativo y el rojo librepara poder medir el voltaje en los diferentes puntos de la cuba.

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Realización de la experiencia

Se medirá la diferencia de potencial entre el electrodo conectado al cable negro y un punto de la cuba introduciendo el cable rojo del voltímetro en el agua de la cuba (verticalmente, cuidando el paralaje) apoyándolo sobre la base de la misma. Es decir, se medirá sobre una zona...