Informe Campo y Potencial Eléctrico

CAMPO Y POTENCIAL ELÉCTRICO I.

OBJETIVOS

Verificar la existencia de líneas de Campo Eléctrico en el interior de un condensador con densador de placas  Verificar

  II.

 paralelas. Determinar la relación funcional entre la fuerza eléctrica y el campo eléctrico. Encontrar el valor de la carga eléctrica eléc trica q.

FUNDAMENTO TEORICO

La interacción entre una carga puntual y un campo eléctrico viene dada por la expresión

 F  = q E 

(1)

Donde F es la fuerza de interacción! q la carga puntual y E el campo eléctrico. "ara "ara verif verifica icarr la relaci relación ón #$% es necesa necesario rio medir medir la fuerza

F  por un lado y por otro el campo

eléctrico E. La fuerza fuerza eléctrica eléctrica

F so&re la carga se mide por medio de una &alanza de torsión en la que se

verifica la siguiente relación en el equili&rio

∑ Torques

='

En el equili&rio! tenemos que la sumatoria de torques en la &alanza de torsión de&e ser cero! por lo que el torque de la fuerza eléctrica F se compensa con el torque del (ilo de la &alanza! &a)o estas circunstancias se verifica que

 Fb − k θ  = '

(2)

Donde F es la fuerza! b el &razo! k  la  la constante de torsión y θ  el  el *ngulo de desviación. El campo eléctrico se mide por medio del voltímetro electrost*tico a través de la relación

V  =  Ed 

(3)

La expresión #+% es sólo v*lida para placas paralelas. De este modo la fuerza eléctrica viene dada por  F 

k θ  =

b

(4)

y el campo eléctrico  E 

V  =

d 

Las varia&les que se pueden medir directamente son entonces el *ngulo θ y el potencial V .

III. • • • • • • • • • • • •

MATERIALES ,alanza de torsión! varilla met*lica. -egla! cronómetros! cali&rador vernier. Condensador de placas paralelas circular. "aleta #carga puntual%. uente de alta tensión. /ilo0voltímetro analógico. "antalla con escala graduada. L*mpara con lente condensador. 1ransformador 22' V a 3 V. 4oporte de altura varia&le y soporte universal. Dos resistores de $'' 5. Vaso de precipitación de 6'' ml.

IV.

PROCEDIMIENTO EPERIMENTAL V!"#$#%&%#' !* %&+,- !*%/"#%$. En una de las placas! colocar pedacitos de papel de car&ón! seguidamente conectar la fuente de alta tensión al condensador. 2. 7l incrementar el volta)e entre las placas del condensador! se o&servara la alineación de los pedacitos del papel car&ón en la dirección de las líneas de campo eléctrico.

D!/!"+#&%#' ! *& %&"0& !*%/"#%& $. 2. +. 8. 6.

5edir la longitud y la masa de la varilla met*lica. 5edir el &razo de la paleta. 5edir el tiempo de oscilación para el c*lculo del periodo. 7rmar el esquema del monta)e. 9ncrementar el volta)e y medir el desplazamiento 4 de la luz refle)ada en la pantalla con escala graduada. 3. -egistrar las medidas del volta)e y desplazamiento! finalmente realizar los c*lculos respectivos.

V.

DATOS CALCULOS Y RESULTADOS REISTRO DE DATOS Y CALCULOS Datos para c*lculo de la constante de torsión  L=( 24 ± 0.1 ) [ cm ] ; E = 0,42 m =( 57,14 ± 0.01 ) [ gr ] ; E = 0,02 9

¿ ( 2,74  x 10−4 ± 2,34 x 10−6 ) [ m2 Kg ] ; E = 0,83 T = ( 4,65 ± 0,07 ) [ seg ] ; E = 1,51

k =( 5.01 x 10 ± 1,57 x 10 −4

−5

) [ Nm ] ; E =3,12

Datos para determinar la carga eléctrica Longitud de la varilla

b =( 12.60 ± 0.10 ) [ cm ] ; E =0.79

4eparación d entre las placas del capacitor 

d =( 50.00 ± 0.10 ) [ mm ] ; E =0.20

4eparación de la pantalla y el espe)o

L=( 69.9 ± 0.1 ) [ cm ] ; E = 0.14

5ediciones del volta)e y el desplazamiento 4 de la luz refle)ada

n

V  [ V  ]

S [ cm ]

θ [ rad ]

$ 2 + 8

$6'' 2''' 26'' +'''

:.$6' ;.26' $$.n la curva de a)uste de la gr*fica! el modelo de a)uste es  F = A + BE  F =qE; A ≈ 0 5étodo de mínimos cuadrados xy E ( x ) F ( y )

n

2

 y

2

 y

−4

3.