Trazadora analógica

Trazadora analógica
Ingeniería informática



















Introducción:
Cuando un objeto metalico se conecta a una fuente de potencial V, en su superficie se acumula una densidad de carga eléctrica tal que el potencial eléctrico en todo el objeto, incluida su superficie, es igual a V. si dos objetos metálicos se conectan a potenciales V1 y V2, el potencial eléctricoV(r) en el espacio variara entre el valor V1 cerca del objeto 1 y el V2 cerca del objeto 2.
Un procedimiento para determinar el potencial V es rellenar el espacio entre los objetos metálicos con un material uniforme de resistividad mucho mayor que la del metal, tal como el papel conductor usado en la practica. Ese papel conductor nos permitirá medir el potencial V(r) usando un simple voltímetro (queen realidad mide una pequeña corriente entre sus bornes). Mas exactamente, podemos medir la diferencia entre el potencial V(r) y el potencial entre uno de los objetos, como por ejemplo V1.
Las superficies equipotenciales son perpendiculares al campo eléctrico E(r) y en particular cualquier superficie conductora es equipotencial. Asi, las líneas de campo eléctrico E(r) pueden determinarsecualitativamente a partir de los equipotenciales, sabiendo que E(r) es perpendicular a la línea equipotencial que pasa por dicho punto r.
A modo de ejemplo, suponga una carga puntual q en presencia de un plano conductor, unido a tierra . la carga electrica puntual crea un campo eléctrico ( que seria radial, de no existir plano conductor), que distribuye la carga eléctrica libre del conductor aportadapor la tierra. Esta redistribución tiene lugar porque el campo eléctrico en el interior del conductor es nulo siepre, una vez alcanzado el equilibrio electrostático. Esta redistribución de la carga en el conductor crea a su vez un campo eléctrico, de manera que el campo final es la superposición del creado por la carga puntual q y la carga redistribuida en el conductor. Establecida una diferencia depotencial entre un electrodo putual y el plano conductor, las líneas que sigue la coriente eléctrica son las mismas que las del campo eléctrica.
Instrumentación y procedimiento
El material es un papel negro conductor de alta resistivilidad lo que restringe el análisis a dos dimensiones. Para simular los objetos cargados utilizamos pintura de palta mucho mejor conductora que el papel. Con ellase dibujan los electrodos con la forma que nos interese. Entre estos electrodos se aplicará una diferencia de potencial y fibalmente se detectaran las superficies eqipotenciales lo que deberá verificar midiendo el potencial en distintos puntos del electrodo.
a) Material
Papel conductor de grafito donde aparecen dibujadas una retícula que nos servirá para determinar los puntos donde mediremos elvoltaje
Pintura de plata
Lámina de corcho
Hojas fotocopiadas de la retícula
Fuente de tensión continua
Voltimetro
Chinchetas
b) Metodo de operación
Para pintar los electrodos colocar el papel conductor sobre la mesa, nunca sobre el corcho
Sacudir el recipiente de pintura de plata para que presente propiedades homogéneas
Dibujar los electrodos con la geometría del problema a resolver. Lalínea debe de tener unos 4cm de ancho
Dejar secar los electrodos entre 10-15 min
Colocar el papel sobre el tablero de corcho y conectar los electrodos a la fuente de tensión ( valor de tensión del orden 10V). para ello utilizar chinchetas para que haya buen contacto entre la fuente y el dibujo del electrodo. Cuando se dibujen líneas largas realizar la conexión en el centro.
Observese, midiendola caída de tensión a lo largo de las líneas dibujadas que cada electrodo sea equipotencial. Añada mas pintura de plata en caso contrario.
Mediante un voltimetro se determina el conjunto de las líneas equipotenciales del problema electrostático bidimensional, para ello se conecta una de las puntas de medida al potencial de referencia (tierra). La otra de las puntas se utiliza para medir el...