INFORME 3 Superficies Equipoenciales (1)

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INFORME N°3 SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES Y LINEAS DE CAMPO ELECTRICO

JUAN MANUEL GONZALEZ PADILLA COD: 1094267703 RICARDO ANDRES BERNAL GUZMAN COD: 1120355401 BRAYAN LEONARDO CUESTA ECHEVERRIA COD: 97042605682

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA PAMPLONA – NORTE DE SANTANDER 2015

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INTRODUCCION El montaje experimental de esta práctica permite que el estudiante sea capaz, en primera instancia, de realizar la visualización de las líneas equipotenciales para varias configuraciones diferentes de los electrodos. Dicha visualización, le permitirá posteriormente dibujar la forma de las líneas equipotenciales para cada configuración. Adicionalmente, con los dibujos realizados, y teniendo en cuenta la distancia de separación de una línea equipotencial dada con respecto a un punto de referencia, el estudiante será capaz de intuir cómo es la distribución espacial del potencial eléctrico; e incluso, podrá también dibujar las líneas de campo eléctrico. Toda carga crea en el espacio que lo rodea tanto un campo eléctrico vectorial E como un campo de potencial eléctrico escalar V, cuyas expresiones están en función de la distancia r de un punto dado en consideración y de la magnitud de la carga.

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OBJETIVOS 1) Dibujar líneas de campo a través del mapeo de líneas equipotenciales. 2) Entender cómo sería el movimiento de una partícula cargada, de acuerdo con la distribución espacial del campo eléctrico, para llegar al concepto de gradiente.

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PREGUNTAS DE CONTROL Cuestionario I 1. ¿Por qué las líneas de campo eléctrico que emanan desde una superficie equipotencial deben ser perpendiculares a la superficie? Rta: Cuando una carga se mueve sobre una superficie equipotencial la fuerza electrostática no realiza trabajo, puesto que la ΔV es nula, por lo que cuando una carga se mueve sobre una superficie equipotencial la fuerza electrostática no realiza trabajo, puesto que la ΔV es nula. 2. Consultar cómo son las líneas de campo eléctrico para las diferentes configuraciones mostradas en la figura del paso 1 del procedimiento. Rta: en el capacito de placas las líneas de campo se representan linealmente.

3. Propiedades de un conductor en equilibrio electrostático. Rta: Las propiedades de los conductores en equilibrio electrostático pueden resumir en:  El campo eléctrico en el interior es nulo.  La carga eléctrica se distribuye sobre la superficie, concentrándose en las zonas de menor radio de curvatura (es decir, más puntiagudas).  La superficie del conductor es una superficie equipotencial.

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 El campo eléctrico en la superficie está dirigido hacia afuera y es perpendicular a la superficie. 4. ¿Qué valor tiene el campo fuera de las placas del capacitor? Rta: el valor de campo eléctrico fuera del capacitor es mayor al del campo eléctrico dentro del capacitor. 5. ¿Cómo es el campo cerca de los bordes del capacitor (efecto de bordes)? Rta: pequeña en la parte negativa y más grande hacia la positiva. 6. ¿Cuál es la diferencia de potencial en puntos fuera del anillo de protección? Rta: la diferencia de potencial afuera va hacer más pequeña que el de adentro. 7. ¿Qué valor tiene el campo eléctrico fuera del anillo de protección? Rta: un valor mucho más grande. 8. ¿Para qué sirve el anillo de protección? Rta: es un conductor eléctrico utilizado para hacer contacto con una parte no metálica de un circuito, por ejemplo un semiconductor, un electrolito, el vacío. 9. Realice una gráfica de diferencia de potencial (ΔV) en puntos dentro del anillo contra la distancia (r) medida desde el centro al punto. Rta:

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10. Contrastar los valores teóricos del potencial sobre la línea que une ambos electrodos con las medidas experimentales del potencial realizado. Rta: Fue necesario unir los puntos equipotenciales para observar las líneas equipotenciales, trazando líneas ortogonales a estas se consiguió graficar las líneas de campo, donde se observó que el campo es perpendicular a la superficie del electrodo y por tanto depende de la forma del mismo. Cuando las líneas de campo parten del cátodo, lo hacen perpendicularmente a la superficie del mismo y se dirigen hacia el ánodo llegando también perpendiculares a este, por lo cual en la trayectoria cuando se dirigen de positivo a negativo ocurre una curvatura en las líneas de campo. La fuente proporciono tanto al ánodo como al cátodo carga de igual en magnitud, por ello todas las líneas de fuerza que parten del (+) llegan al (-).

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DATOS DEL LABORATORIO

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ANALISIS DE DATOS Las trayectorias de líneas de campo eléctrico según el mapeo de líneas equipotenciales se dan de las siguientes maneras:

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CONCLUSIONES  Se dibujaron las líneas de campo a través del mapeo de líneas equipotenciales y se establecieron sus direcciones y cargas e diferentes puntos del mapeo.  Mientras que sea una combinación Barra-Barra las líneas equipotenciales permanecen constantes a una distancia igual en cualquier parte del campo.  Se pudo saber que la diferencia de potencial afuera del anillo de protección va hacer más pequeña, así como el valor de campo eléctrico el cual es mucho más grande que fuera del anillo.  Finalmente se determina que dentro del Anillo las líneas equipotenciales son iguales en cualquier punto, indicando que cualquier campo eléctrico cerrado contiene el mismo potencial eléctrico en todos sus puntos.

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BIBLIOGRAFIA  Blas, T.M. (2005 mayo) conceptos básicos de la electrostática. Universidad politécnica de Madrid [en línea] disponible en: http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/c onductores.html http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/p otencial.html  De castro, J.F. (2009 septiembre) Líneas de campo eléctrico y superficies equipotenciales. Física electricidad [en línea] disponible en: http://acostafernandez1807.blogspot.com/2009/09/abstract-in-thisreport-there-was-to.html http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/equipot.html  http://aprendeenlinea.udea.edu.co/lms/moodle/file.php/111/Docume ntos/gauss/documentos/Conductor_en_equilibrio_electrostatico.pdf

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