PRE INFORME:
“SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES” PRACTICA # 3
PRESENTADO POR:
MICHAEL BONILLA Cod: 1802294 LEONARDO PARDO Cod: 1201698 MANUEL ARIAS Cod: 2902274 MILADY BASANTE Cod: 1801991
PRESENTADO A: JESUS ADALBERTO MAPPE
FÍSICA
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO MULTIMEDIA LAB 3
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
OBJETIVOS
Dibujar líneas de campo eléctrico para diferentes configuraciones de carga y encontrar magnitudes de campo eléctrico a partir de las líneas equipotenciales.
Encontrar superficies equipotenciales para diferentes distribuciones de carga.
MARCO TEORICO
Potencial Electrico: Es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva q desde dicho punto hasta el punto de referencia, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga positiva unitaria q desde el punto de referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica a velocidad constante.
Superficie Equipotencial: Las superficies equipotenciales, son aquellas en las que el potencial toma un valor constante. Por ejemplo, las superficies equipotenciales creadas por cargas puntuales son esferas concéntricas centradas en la carga, como se deduce de la definición de potencial (r= cte).
Líneas Equipotenciales: Las líneas equipotenciales son como las líneas de contorno de un mapa que tuviera trazada las líneas de igual altitud. En este caso la altitud es el potencial eléctrico o voltaje. Las líneas equipotenciales son siempre perpendiculares al campo eléctrico. En tres dimensiones esas líneas forman superficies equipotenciales. El movimiento a lo largo de una superficie equipotencial, no realiza trabajo, porque ese movimiento es siempre perpendicular al campo eléctrico.
Describir y explicar cómo varía la energía potencial de una partícula cargada al desplazarse sobre una superficie equipotencial.
Recordando la ecuación del trabajo, se sabe que cuando una carga se mueve sobre una superficie equipotencial la fuerza electrostática no realiza trabajo, puesto que ΔV es nula.
Por otra parte para que el trabajo realizado por una fuerza sea nulo, esta debe ser perpendicular al desplazanmiento, por lo que el campo eléctrico (paralelo a la fuerza) es siempre perpendicular a las superficies equipotenciales.
En el campo (a) se observa que el desplazamiento sobre la superficie
equipotencial desde el punto A hasta el B el campo eléctrico es perpendicular al desplazamiento.
Las propiedades de las superficies equipotenciales se pueden resumir en: Las líneas de campo eléctrico son, en cada punto, perpendiculares a las
superficies equipotenciales y se dirigen hacia donde el potencial disminuye. El trabajo para desplazar una carga entre dos puntos de una misma
superficie equipotencial es nulo.
Dos superficies equipotenciales no se pueden cortar. Investigar y dibujar las superficies equipotenciales para distribuciones cargadas : a) esférica, b) plana
Relacionar la dirección y sentido del campo eléctrico con base en los diagramas de las superficies equipotenciales.
Líneas equipotenciales y líneas de campo eléctrico para (a) planas paralelas y (b) dos cargas puntuales de signo contrario.
Las líneas en (a) van desde la carga positiva a la negativa, debido a la atracción magnética entre protones y electrones.
Investigar como se pueden determinar las componentes del campo eléctrico con base en la función potencial eléctrico.
Si se conoce la función potencial en un punto, la manera de encontrar las componentes del campo eléctrico es utilizando el operador gradiente.
E=-(grd)V
PROCEDIMIENTO:
1. Depositar agua en la cubeta hasta una altura aproximada de 0.5 cm, con una pequeña cantidad de sal.
2. Colocar los dos electrodos en forma de anillos en el agua sal y conectarlos a la fuente de voltaje
3. Colocar una hoja de papel milimetrado debajo del vidrio de tal manera que le permita observar claramente las posiciones de la sonda.
4. Conectar el voltímetro de acuerdo con el circuito de la figura 1
5. Disponer en la fuente de tensión una diferencia de potencial menor de 10 voltios y conectar la fuente a los electrodos.
6. Conectar el extremo negativo (o común) del voltímetro al electrodo negativo. El extremo positivo del voltímetro, al que se llamará “Explorador” se mueve dentro del agua. Observar como varía el potencial cuando lo desplazamos del electrodo positivo al negativo.
7. Con el explorador busque en la cubeta puntos que tengan igual potencial, por ejemplo 2 voltios. Traslade esos puntos a una hoja de papel milimetrado.(tome por lo menos 8 puntos diferentes todos a 2 voltios). Únalos con una línea continua, línea equipotencial,
8. Repita la operación anterior para 5 voltajes diferentes. ¿Varía el potencial al interior del anillo? Explique
9. Trazar las líneas de campo eléctrico de acuerdo al planteamiento teórico. 10. Repita el procedimiento anterior para electrodos de las siguientes formas:
a) Dos láminas paralelas entre sí b) Una lámina y un anillo
c) Dos aros concéntricos
11. Para la configuración de las dos láminas paralelas realice una gráfica que indique como varía el voltaje (variable dependiente) con la distancia al electrodo negativo (variable independiente) para puntos ubicados en la línea que une los centros de las láminas. Con base en está gráfica ¿como se puede determinar la magnitud del campo eléctrico?
BIBLIOGRAFIA: http://fisica4equipo2.blogspot.com/ (07/08/2014) http://es.wikipedia.org/wiki/Superficie_equipotencial (07/08/2014) http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/equipot.html (07/08/2014) http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electr o/potencial.html (08/08/2014) http://lafisicaparatodos.wikispaces.com/Potencial+Electrico (08/08/2014)
