Reporte # 3 Fisica 2

 

 

1 UNIVERSI UNIVERSIDAD DAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA DE SISTEMAS COMPUTACIONALES LABORATORIO DE FÍSICA II

REPORTE 3

TEMA:  REGIONES EQUIPOTENCIALES DE UN CAMPO ELÉCTRICO

PROF. 

INTEGRANTES: 1. Ramses Mong 8-919-1737

GRUPO: 

FECHA: MARTES 13 DE SEPTIEMBRE DE 2016

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2 Objetivos   Comprobar la existencia de campo eléctrico entre dos electrodos

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polarizados mediante el uso del multímetro digital.   Dibujar las líneas equipotenciales de un campo eléctrico.

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  Dibujar las líneas de campo eléctrico.

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3 Descripción Experimental Para el desarrollo de esta experiencia del laboratorio el cual se trata de las regiones equipotenciales de un campo eléctrico se utilizaron diversos materiales y pasos a seguir para obtener los resultados deseados y así poder realizar con los datos los distintos diagramas de las regiones equipotenciales. Los materiales que utilizamos fueron la fuente de poder, multímetro, cinta adhesiva, envase de agua, hoja milimetrada, electrodos metálicos así como también el software SURFER para realizar el diagrama equipotencial de los datos ya obtenidos. Para este experimento se requirió de dos barras de metal, una fuente de energía, un par de cables para pasar corriente, un papel milimetrado, una bandeja con fondo transparente y aproximadamente 1 litro de agua. Primero se pegó el papel milimetrado a la parte inferior de la bandeja, mirando hacia la parte transparente. Luego colocamos las barras de metal encima de la bandeja, sobre los extremos del papel milimetrado, y las aseguramos con cinta adhesiva. Después se vertió el agua sobre la bandeja hasta que cubriera ambas barras y el papel milimetrado. La fuente de energía se fijó en 7 V y se conecto con los cables a las barras, una barra conectada con el polo positivo y la otra con el negativo. Con un voltímetro se midió el voltaje en múltiples múltiple s puntos entre las dos barras, utilizando el papel milimetrado como referencia. Esto se realizó tocando la barra conectada al polo negativo con un medidor y poniendo el otro sobre un punto específico en el agua, sobre el papel milimetrado. Los valores fueron anotados y luego transferidos a un programa llamado "Surfer" para que éste graficara las líneas de fuerza y el campo eléctrico del sistema

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4 Ilustraciones

 Aquí podemos podemos ver algunos d de e las mate materiales riales que utilizamos d durante urante la experienc experiencia ia de laboratorio.

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5 Cálculos y Resultados  Aquí presentamos presentamos los datos obtenido obtenidoss y cálculos efectuado efectuadoss en una hoja de E Excel: xcel: 7

0

6,4

6

0

6 ,55

5

0

6 ,73

4

0

6 ,86

3

0

6 ,77

2

0

6,6

1

0

6 ,32

0

0

6 ,12

7

1

6 ,28

6

1

6 ,53

5

1

6 ,88

4

1

7 ,22

3

1

7 ,14

2

1

6 ,68

1

1

6 ,29

0

1

5 ,98

7

2

6 ,03

6

2

6 ,33

5

2

6 ,94

4

2

8 ,04

3

2

7 ,99

2

2

6 ,75

1

2

6 ,11

0

2

5 ,78

7

3

5 ,58

6

3

5 ,87

5

3

6 ,42

4

3

7 ,57

3

3

7 ,53

2

3

6 ,28

1

3

5 ,71

0

3

5 ,45

7

4

4 ,98

6

4

5 ,08

5

4

5 ,39

4

4

5,6

3

4

5 ,53

2

4

5 ,25

1

4

5 ,06

0

4

4 ,95

7

5

4 ,31

 

5

 

 

6 Análisis y Recomendaciones Análisis Indagatorio 1¿Qué representa una región equipotencial? Una región equipotencial representa todos los puntos que tienen un mismo potencial eléctrico. 2 ¿Qué relación existe entre una región equipotencial y las líneas de fuerza del campo eléctrico? Las líneas de fuerza del campo eléctrico son perpendiculares a las regiones equipotenciales

Análisis de resultados 1. Calcular el campo eléctrico medio en un punto para cualquier superficie equipotencial en todos los casos anteriores. Utilice la teoría de errores para determinar la incertidumbre de cada medición.

X 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Voltaje medio 4.79 4.29 3.81 3.18 2.76 2.30 1.90 1.40 1.00

Campo Eléctrico medio -40 -50 -48.18 -62.17 -41.81 -43.63 -40 -50 -40

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0.60

-50

6

 

 

2. Indicar en cada bosquejo, las líneas de fuerza, el valor del potencial y el campo eléctrico.

Mapa de las diferentes regiones equipotenciales generado por Surfer 12

7

 

  5

4

3

2

1

0 0

1

2

3

4

5

6

7

Mapa del campo eléctrico generado en el experimento. Mapa de las diferentes regiones equipotenciales generado por Surfer 12

Mapa del campo eléctrico generado en el experimento.

8

 

 

3. Explique por qué las líneas de fuerza son perpendiculares a las regiones equipotenciales. Las líneas de fuerza de un campo eléctrico son perpendiculares a las regiones equipotenciales debido a que una región equipotencial siempre tiene el mismo potencial eléctrico, la diferencia de potencial se define de la siguiente manera:

 −− = − ∮⃗ ∙⃗   0 = − ∮ ⃗ ∙⃗  En donde ni el campo eléctrico es nulo ni la trayectoria a lo largo de la regiones equipotencial, entonces se debe reescribir el producto punto en su expresión equivalente, siendo  el angulo que se forma entre la trayectoria en la superficie equipotencial y las líneas de campo eléctrico.

∅

 

⃗ ∙⃗ ∅=0 =∅=0   ∅=90°  De esta manera se demuestra que las líneas de campo eléctrico siempre van a ser perpendiculares a las regiones equipotenciales.

4. Qué relación hay entre la dirección del campo eléctrico y las líneas equipotenciales? Explique. La dirección del campo eléctrico siempre va a ser perpendicular a las superficies equipotenciales. 5. En un punto donde no pasa la línea de fuerza, ¿Cuál será el valor del campo eléctrico? En ese punto el valor del campo eléctrico va a ser cero.

Recomendaciones 1. Mida el vvoltaje oltaje de salida de la fuente en el generador, asegúrese que sea el voltaje correcto. 9

 

 

2. Haga lo mismo con las puntas de los cables que va a conectar a las varillas, haga estos dos pasos para no tener errores al momento de la medición. 3. Marque en la hoja milimetrada los puntos en que va a medir el potencial eléctrico.

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7 Glosario   Una superficie equipotencial es el lugar geométrico de los puntos de un campo escalar en los cuales el "potencial de campo" o valor numérico de la función que representa el campo, es constante. 



  El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Se describe como un campo vectorial en el cual una un a carga eléctrica puntual de valor sufre los efectos de

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una fuerza eléctrica

dada por la siguiente ecuación:

  Una línea de fuerza o línea de flujo, normalmente en el contexto del electromagnetismo, es la curva cuya tangente proporciona la dirección del campo en ese punto. Como resultado, también es perpendicular a las líneas equipotenciales en la dirección convencional de mayor a menor potencial. Suponen una forma útil de esquematizar gráficamente un campo, aunque son imaginarias y no tienen presencia física.

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  7

6

5

4

3

2

1

0 0

1

2

3

4

5

6

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8

9

0

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3

4

5

6

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8

9

7

6

5

4

3

2

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6

5

4

3

2

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0 0

1

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5

6

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8 Conclusiones De esta experiencia de laboratorio puedo concluir dos cosas: Experimentalmente el potencial eléctrico y la posición son de fácil medición, a consecuencia de esto el campo eléctrico se puede determinar midiendo el potencial eléctrico en varios puntos. Las superficies equipotenciales son una familia de planos perpendiculares al campo eléctrico.

-Ramses Mong

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9 Referencia Referenciass Bibliográfica Bibliográficass   Física II. Guía de Laboratorio. Editorial Tecnológica. Universidad Tecnológica de Panamá. 2012.   http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADnea_de_fuerza

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  http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctrico   http://es.wikipedia.org/wiki/Superficie_equipotencial

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