CAMPO ELECTRICO2.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

INFORME DE LABORATO LABORATORIO RIO N° 2 FÍSICA III “CAMPO  ELECTRICO ENTRE DOS PLACAS Y

LINEAS

EQUIPOTENCIALES”

PROFESOR: ALAN ZAMALLOA PUMA

ALUMNO: CARLOS IRWIN QUISPE JORGE

CARRERA PROFESIONAL: INGENIERÍA ELECTRÓNICA

CODIGO:155198

GRUPO: 312-B

CUSCO - PERU 2017

 UNSAAC

CAMPO ELECTRICO ENTRE DOS PLACAS Y LINEAS EQUIPOTENCIALES

OBJETIVO  

 

Obtener el Campo Eléctrico. Obtener la configuración del campo eléctrico producido por dos electrodos. Encontrar las líneas equipotenciales en un plano. Encontrar la relación entre V (diferencia de potencial) y d (distancia entre las placas).

EQUIPO Y MATERIALES        

Una fuente DC Un voltímetro Un amperímetro Una cubeta electrolítica Dos electrodos de cobre Una punta exploradora Cables de conexión Solución de sulfato de cobre

TOMA DE DATOS TABLA 1 d(cm) V(V)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

1.54

1.85

2.15

2.45

2.73

3.2

3.31

3.6

3.9

4.17

4.45

4.75

5.4

TABLA 2 SUPERFICIE EQUIPOTEN CIAL

TENSION (V)

A

7.57

(-4,0)

(-4,1)

(-4,2)

(-4,3)

(-4,4)

(-4,5)

(-4,6)

(-4,7)

B

4.97

(-2,0)

(-2,1)

(-2,2)

(-2,3)

(-2,4)

(-2,5)

(-2,6)

(-2,7)

C

4.37

(0,0)

(0,1)

(0,2)

(0,3)

(0,4)

(0,5)

(0,6)

(0,7)

D

3.79

(2,0)

(2,1)

(2,2)

(2,3)

(2,4)

(2,5)

(2,6)

(2,7)

E

3.22

(4,0)

(4,1)

(4,2)

(4,3)

(4,4)

(4,5)

(4,6)

(4,7)

COORDENADAS (X, Y)

TABLA 3 SUPERFICIE EQUIPOTEN CIAL A B C

TENSION (V)

COORDENADAS (X, Y)

5.3 4.66

(-4,0) (-2,0)

(-4,-2) (-2,-2)

(-4,-1) (-2,-1)

(-4,1) (-2,1)

(-4,2) (-1.9,2)

(-3.9,3) (-1.95,3)

(-3.9,4) (-1.95,4)

(-3.9,5) (-2,5)

4.02

(0,0)

(0,-2)

(0,-1)

(0,1)

(0,2)

(0,3)

(0,4)

(0,5)

Carlos I XP

J

2

 UNSAAC

D

3.41

(2,0)

(2.2,-2)

(2.1,-1)

(2,1)

(1.9,2)

(1.9,3)

(1.8,4)

(1.8,5)

E

2.82

(4,0)

(4.2,-2)

(4.1,-1)

(4,1)

(3.9,2)

(3.8,3)

(3.8,4)

(3.8,5)

TABLA 4 SUPERFICIE EQUIPOTEN CIAL

TENSION (V)

A

5.46

(-4,0)

(-4.2,-2)

(-4,-1)

(-4,1)

(-3.9,2)

(-3.8,3)

(-3.7,4)

(-3.6,5)

B

4.72

(-2,0)

(-2.2,-2)

(-2,-1)

(-2,1)

(-1.95,2)

(-1.9,3)

(-1.8,4)

(-1.7,5)

C

3.98

(0,0)

(0.-2)

(0,-1)

(0,1)

(0,2)

(0,3)

( 0,4)

(0,5)

D

3.26

(2,0)

(2.2,-2)

(2.1,1)

(2,1)

(1.9,2)

(1.9,3)

(1.8,4)

(1.5,5)

E

2.55

(4,0)

(4.2,.2)

(4,-1)

(4,1)

(3.9,2)

(3.8,3)

(3.7,4)

(3.5,5)

COORDENADAS (X, Y)

OBSERVACIONES EXPERIMENTALES 1. Incremente la tensión para el circuito. ¿Qué observa usted? ¿Por qué ocurre tal fenómeno? Hay un Aumento la tensión la capacidad de energía transmitida. 

2. Cambie la solución de sulfato de cobre por agua ¿Qué ocurre? ¿qué observaciones hace usted? La tensión es muy baja. Es menos conductor que el sulfato de cobre. Disminuyo el campo eléctrico.   

3. ¿Cómo es el campo eléctrico fuera de las placas? El voltaje es muy bajo, por ende, la energía que se transmite no es eficiente. 

ANALISIS DE DATOS EXPERIMENTALES 1. Grafique el potencial eléctrico en función de la distancia v=f(d), diga que curva representa.

v = f(d) 6

5

y = 0.3009x + 1.24 R² = 0.9929

4 (

3 2 1 0 0

2

4

6

8

10

12

14

d(cm)

La curva que describe es una línea recta.

Carlos I XP

J

3

 UNSAAC

2. Escriba la ecuación correspondiente a la curva y utilice el método de mínimos cuadrados para encontrar los parámetros de la ecuación y compare con la ecuación teórica.

N°

X=d(cm)

 Y=V(v)

X*Y

X²

1

1

1.54

1.54

1

2

2 

1.85

3.7

4

3

3

2.15

6.45

9

4

4 

2.45

9.8

16

5

5

2.73

13.65

25

6

6

3.2 

19.2

36

7

7

3.31

23.17

49

8

8

3.6 

28.8

64

9

9

3.9 

35.1

81

10

10

4.17

41.7

100

11

11

4.45

48.95

121

12 13

12 

4.75

57 

144

13

5.4 

70.2

169

∑

91

43.5

359.26

819

∑ ೔೔ ೔೔ ට೔ට∑ ೔೔ ටට∑ ೔೔ ට ට ೔ ටට∑ ೔ ට೔ට∑ ೔೔ ටට 13ට359.26ට೔ට91ටට43.5ට ට ೔ 2 13ට819ට೔ට91ට ට

ට

ටට

೔ 0.3009

∑ ೔೔ට ටට∑೔ ೔ ට೔ට೔∑ ೔ ටට ೔ ∑೔ ೔ ට ට ට ೔ ටට∑ ೔ ට೔ට∑ ೔೔ටට ට819ටට43.5ට೔ට91ටට359.26ට ට ೔ 2 13ට819ට೔ට91ට ට

ට

೔ 1.24 Entonces:

೔ ೔ ೔ට ೔ ට ೔ ೔ 0.3009೔ ೔ 1.24

3. A partir de la ecuación empírica determinar la magnitud del campo eléctrico. Si B=0: 

 A = E

V=Ad

E=0.3009 N/C

⇒ V=Ed

4. Halle la incertidumbre de los parámetros determinados a través de los mínimos cuadrados. Error de los parámetros: 

M

೔

∑ටටටටටටට

ට

ට

೔

ට

ට

ටටටට

೔

೔

εටBට ೔

ට

ට

ට

೔ ∑ ටටට

ටට

∑ ටට

∑ ටට ೔ට∑ ටටට

El error será:

೔ 0.10365

ටටටටටට ටටටටටට

ට

εටAට ೔ ට ට∑ට

ට.ටටට

ට. ටටටටට

೔

ට

ටට

೔

ටටටටටටට ට

೔ 1.567 ∗ 10೔ටට

ට

೔

ට.ටටටට ට

ටටට

ට

೔ 3.589 ∗ 10ටට

ටට ට

೔

ට

ටටටටටටට ටටටට

εටAට ೔ εටටට ೔ 1.567 ∗ 10ටටට Carlos I XP

J

4

 UNSAAC

Error absoluto:



೔ට ೔ ටට ೔

N°

X=d(cm)

Y=V(v)

E=V/d

1

1

1.54

1.54

0.874591288

2

2

1.85

0.925

0.102525386

3

3

2.15

0.71666667

0.012513224

4

4

2.45

0.6125

5.92262E‐ 05

5

5

2.73

0.546

0.003457927

6

6

3.2

0.53333333

0.005108077

7

7

3.31

0.47285714

0.017410011

∑

೔೔ ∎ Ë ೔ ೔ ೔ ට.ටටටටටට ටට ට Ë ೔ 0.6048 ∑ ට²

∎ σ ೔ ටටටට ೔ ට

ට.ටටටටටටටටට ටටටට

σ ೔ 0.319368413 ට

8

8

3.6

0.45

0.023964323

εට ೔

9

9

3.9

0.43333333

0.029402239

εට

10

10

4.17

0.417

0.035270397

11

11

4.45

0.40454545

0.040103543

12

12

4.75

0.39583333

0.0436688

13

13

5.4

0.41538462

0.035879758

∑

91

43.5

7.86245388

1.223954199

ට.ටටටටටටටටට

೔

√ ට √ ටට ೔ 0.0886

ට%

೔ ε೔ ∗ 100

ε% ೔ 8.86 E  ೔  E ೔ εට ට

೔ 0.6048 ೔ 8.86

5. En qué dirección disminuye el potencial eléctrico. 

El potencial eléctrico disminuye de positivo a negativo

6. Trace las líneas del campo eléctrico y las líneas equipotenciales para los tres casos.

Gráfico De La Tabla 2 8 6 4 2 0 ‐6

‐4

‐2 

0

2

4

6

‐2 ‐4 ‐6 ‐8

Carlos I XP

J

5

 UNSAAC

Grafico de la tabla 3 8 6 4 2 0 ‐6

‐4

‐2 

0

2

4

6

8

‐2

‐4 ‐6

‐8

Grafico de la tabla 4 6 5 4 3 2 1 0 ‐6

‐4

‐2

‐1

0

2

4

6

‐2 ‐3

7. Explicar la configuración del campo eléctrico para los tres casos. En el primer grafico son con placas rectangulares paralelas y las líneas de campo están también en paralelo a las placas. En el segundo grafico se cambió una de las placas rectangulares por una en forma circular, observamos q el campo dio la forma de la placa circular. En el tercer grafico las placas rectangulares estaban en forma oblicua hacia el centro. 





8. Explique las observaciones experimentales.  Según lo experimentado vimos que las líneas de campo cambian según la geometría de las placas.  También observamos que al acercar las placas la intensidad era mayor q cuando estaban alejadas.

Carlos I XP

J

6

 UNSAAC

CUESTIONARIO 

Determinar el potencial eléctrico de una esfera maciza conductora de radio a. Para (r>a) Por la ley de gauss: ට೔

ට

Ԧ೔

ට ට

ට

ටට ට ට

೔ ೔ ೔ ට ටටԦ ∙ ೔ ටටԦ೔ටට ೔ ೔ට೔ ට

Para

ට

ට

ටටට

೔ට

ටට

೔ට

ටටට ට

ට

ටටටට ට

ට

Para r = a: ට ට೔

೔

ටට ට

ට

೔

ට

೔

೔ ටට

 ೔ ∞ ⟹ ೔ ೔ 0 de aquí:

೔ ೔ ට೔

೔ට

ට

ටටටට

ට ට

೔

೔

೔ ටටටට ට

Ԧ೔

ට ට

Para (r