LÍNEAS EQUIPOTENCIALES

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RESUMEN

RESUMEN

1.

1.

Coloque Coloque los los 2 2 electrodoselectrodos

positivos en el agua y

positivos en el agua y

mediante cables conéctelos a mediante cables conéctelos a la fuente de voltaje.

la fuente de voltaje.

2.

2.

Coloque una hoja de papelColoque una hoja de papel milimetrado debajo del vidrio milimetrado debajo del vidrio de la cubeta. De tal manera de la cubeta. De tal manera

que la pueda observar

que la pueda observar

claramente y una segunda claramente y una segunda hoja en la mesa de trabajo hoja en la mesa de trabajo para transcribir los puntos para transcribir los puntos experimentales.

experimentales.

3.

3.

Conecte Conecte el el voltímetro voltímetro dede acuerdo con el circuito.

acuerdo con el circuito.

4.

4.

Disponga en la fuente deDisponga en la fuente de

voltaje una diferencia de

voltaje una diferencia de

potencial menos de 10 v y potencial menos de 10 v y conéctela a los electrodos. conéctela a los electrodos.

5.

5.

El El extremo extremo positivo positivo deldel voltímetro lo llamaremos el voltímetro lo llamaremos el

“Explorador”.

Mueva

este

“Explorador”.

Mueva

este

dentro del agua y observe dentro del agua y observe como varía el potencial cuando como varía el potencial cuando lo trasladamos del electrodo lo trasladamos del electrodo positivo (anillo) al negativo positivo (anillo) al negativo (lámina).

(lámina).

6.

6.

 Ahora con  Ahora con el el explorexploradorador busque en la cubeta puntos busque en la cubeta puntos que tengan el mismo potencial: que tengan el mismo potencial: por ejemplo: 3v. Traslade esos por ejemplo: 3v. Traslade esos puntos al papel milimetrado puntos al papel milimetrado que tiene en la mesa de que tiene en la mesa de trabajo.

trabajo.

7.

7.

Repita la operación 7 Repita la operación 7 para para loslos valores de potencial de 3, 5, 6, valores de potencial de 3, 5, 6, 8 y 9 V.

8 y 9 V.

8.

8.

Trace una línea continua queTrace una línea continua que

corte las líneas

corte las líneas

equipotenciales obtenidas, de equipotenciales obtenidas, de tal forma que el corte en todos tal forma que el corte en todos los puntos sea perpendicular. los puntos sea perpendicular. Estas líneas, representan las Estas líneas, representan las líneas de campo eléctrico. líneas de campo eléctrico.

9.

9.

Repita todo el procedimientoRepita todo el procedimiento

para electrodos de las

para electrodos de las

siguientes formas: Una lámina siguientes formas: Una lámina y un anillo y Dos laminas

y un anillo y Dos laminas

Mediante esta práctica de laboratorio Mediante esta práctica de laboratorio

se pudo obtener las líneas

se pudo obtener las líneas

equidistantes, producidas por un equidistantes, producidas por un anillo y una vara la cual se anillo y una vara la cual se identificaron con el voltímetro

identificaron con el voltímetro..

Introducción

Introducción

Las superficies equipotenciales son Las superficies equipotenciales son aquellas en que el potencial toma un aquellas en que el potencial toma un valor constante que son el lugar valor constante que son el lugar geométrico de los puntos del espacio geométrico de los puntos del espacio en los que la potencia tiene un mismo en los que la potencia tiene un mismo

valor, es decir, la familia de

valor, es decir, la familia de

superficies [1]. superficies [1].

Una característica importante de las Una característica importante de las superficiales

superficiales equipotenciales equipotenciales es es queque son perpendiculares a las líneas de son perpendiculares a las líneas de fuerza del campo eléctrico en todo fuerza del campo eléctrico en todo punto, lo cual resulta de las punto, lo cual resulta de las propiedades del operador gradiente propiedades del operador gradiente [3].

[3].

Líneas equipotenciales:

Líneas equipotenciales:

La separación de las líneas

La separación de las líneas

equipotenciales indica la intensidad equipotenciales indica la intensidad

LÍNEAS EQUIPOTENCIALES

LÍNEAS EQUIPOTENCIALES

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del campo eléctrico. Cuanto más  juntas están, mayor es el módulo del campo (Por supuesto, suponiendo que las líneas equipotenciales se hayan trazado con una diferencia de potencial fija de una a la siguiente) [4]. Si las líneas equipotenciales tienen una separación uniforme, se puede asumir que el campo eléctrico es constante.

Líneas de campo eléctrico

Líneas imaginarias que detallan, los cambios de dirección de las fuerzas al pasar de un punto a otro. El campo eléctrico ya que tiene magnitud y sentido, se basa de una cantidad vectorial y por supuesto las líneas de fuerza señala las trayectorias que seguirían las partículas positivas si se fuesen libremente a las fuerzas de campo. El campo eléctrico será un vector tangente a la línea de fuerza en cualquier punto considerado.

Líneas de fuerza

Es fácil tener acceso a una

representación grafica de un campo de fuerzas con la ayuda de las líneas de fuerza, una carga puntual positiva obtendrá lugar a un mapa de línea de

fuerzas radiales, las fuerzas

eléctricas demuestran siempre que actúan en la dirección de la línea que una a las cargas interactuantes y guiadas hacia fuera porque las cargas móviles positivas se mueven en ese sentido (fuerzas repulsivas).

El campo debido a una carga puntual negativa en el mapa de líneas de fuerza seria análogo, pero dirigidas hacia la carga central. Como causa de lo anterior, en el caso de los campos debidos a diferentes cargas de líneas de fuerza nacen siempre de las cargas positivas y mueren en las negativas. Se dice por ello que las primeras son manantiales y las segundas sumideros de líneas de fuerza. Las líneas equipotenciales de una carga puntual se ven como señala el siguiente grafico.

Distribución de líneas equipotenciales por una carga puntual positiva.

Distribución de líneas equipotenciales generada por dos cargas puntuales de signo contrario.

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Distribución de líneas equipotenciales generada por dos cargas de igual signo.

Distribución de líneas equipotenciales generada por dos placas paralelas.

ANÁLISIS y RESULTADOS

RESULTADOS ESPERADOS

 1 Momento Electrodos positivos2 anillos  2 MomentoElectrodo (+) y (-) Anillo y lámina  3 Momentoelectrodos

negativosdos láminas

V 2V 3V 5V 7V 9V P x y x y x y x y x y 1 8,7 25,1 5,4 28,5 0 18 0,4 8,1 15, 1 7,3 2 13,4 26,0 20 28 4 16,5 2,2 9,5 13, 7 10, 5 3 14,8 24,1 18,7 22,5 16,2 15,3 5,7 1 1, 9 7,6 8,4 4 11,7 26,4 9,9 18,5 18,6 15,4 15, 5 12 11, 5 11, 6 5 10,9 19,5 6 24,4 9,9 15,8 18, 7 9,8 12, 6 11, 4

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Analisis

Como podemos ver en la sección b) resultados, en el 2 momento, el

potencial va aumentando a medida que se va acercando el explorador a la lamina y por tanto a medida que se va alejando del aro, por tal motivo, se puede deducir que el aro tiene carga positiva y la lamina, carga negativa, ya que si la carga es positiva, tiende a tener menor potencial, mientras que si la carga es negativa, tiene un mayor potencial.

La carga negativa, es decir, la lamina, tiene más energía potencial y menos energía cinética lejos de la carga positiva fija, que en este caso era el aro; mientras que si la carga negativa se encuentra cerca de la positiva, la lámina tendrá más energía cinética y menos energía potencial.

El momento citado anteriormente, permite ver que a medida que el potencial se va acercando a la lamina, los puntos van tomando cada vez más la forma de la lámina, asi se puede explicar la forma que tienen las líneas equipotenciales, por medio de la concentración del campo eléctrico y como las carga del mismo se distribuye en los electrodos los cuales pueden tener un mínimo o máximo valor de la carga dentro del campo

haciendo que las líneas

equipotenciales tomen su forma, es decir varían su magnitud y dirección de acuerdo a la forma del cuerpo cargado a la distribución de su carga. Por ejemplo las líneas que están cerca al electrodo circular toman la forma de una parábola o las líneas equipotenciales van de forma circular y las de campo van de forma radial disminuyendo a medida que se aleja del polo cargado.

V 2V 3V 5V 7V 9V P x y x y x y x y x y 1 3,1 25,4 19,3 21,5 18,4 15,6 16,3 10,6 14,8 5,4 2 6,5 25,5 13 21,9 10,9 16,4 13,6 11,6 12,6 8,7 3 8,4 25,5 10 21,8 7,8 16,3 12 10 10,9 9,1 4 11,9 25,4 8,6 21,9 4,5 15,8 6,3 10,7 8,2 8,2 5 19,4 25,0 5,6 22 3,7 15,5 3,2 8,5 7,0 6,3 V 2V 3V 5V 7V 9V P x y x y x y x y x y 1 0,5 25 1,7 21,3 1,9 14,4 19,4 8,1 20,3 2,5 2 7 24,6 4,9 21,2 3,9 14,1 15,6 8,3 16,5 2,6 3 9,7 24,3 8,1 20,9 17,2 14,5 12,1 8,4 12,1 2,7 4 12, 4 24,3 10, 9 20,7 14,6 14,4 8,6 8,5 7,2 2,8 5 16, 2 24,3 13, 8 20,8 11,7 14,4 5,4 8,3 2,7 2,6

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Conclusiones

 No existen líneas

equipotenciales si el voltaje en un espacio es el mismo.

 Las líneas de campo eléctrico

dependen de la ubicación de

las líneas equipotenciales,

porque son perpendiculares a ellas.

 Gracias al análisis realizado,

se observó que dos líneas equipotenciales nunca se van a intersecar, debido a que no puede haber un punto que tenga a la vez dos potenciales distintos. Así mismo las líneas

equipotenciales tienden a

curvarse según la forma del electrodo que se encuentra más cerca, debido a la carga de este. Demostrado en los 3 momentos anteriores.

 El potencial eléctrico en un

punto del campo se mide por el trabajo que es necesario efectuar para llevar la unidad de masa eléctrica desde el

infinito hasta dicho punto. 

 El potencial eléctrico en la

distribución de carga realizada con un aro y una lámina, va aumentando a medida que se va acercando a la lámina, ya que esta es de carga positiva.

5. Referencias

1. SERWAY

Raymond. Física para ciencias e ingeniería. 2004. THOMSON.

2. SEARS

Zemansky. Fisica Universitaria. 2004. PEARSON  Addison Wesley.

3.

Guia de laboratorio. FIsica 2.

Universidad de la salle.

4.

http://rabfis15.uco.es/lvct/desc argas/fisica/20/tutorial/Tutorial/ Potencial3tut.htm

5.

http://acer.forestales.upm.es/b asicas/udfisica/asignaturas/fisi ca/electro/potencial.html [1].

6.

http://www.slideshare.net/guest d93ebf/infome-2-lineas- equipotenciales-y-campo-electrico[3]

7.

http://www.slideshare.net/fpinel a/potencial-electrico-fsica-cespol

8.

http://www.estp.gsfc.nasa.gov/ Education/Mfldline.html

9.

http://es.scribd.com/doc/19496 904/informe-lineas-equipotenciales

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