UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSFACULTAD DE LETRAS Y CIENCIAS HUMANAS

E.A.P. CONSERVACIÓN Y RESTAURACIÓN

CAMPO ELÉCTRICO

ALUMNAS:

CURSO:

DOCENTE:

2015

CAMPO ELÉCTRICO

1. OBJETIVOS:

Dibujar las líneas equipotenciales generadas por los electrodos. Evaluar la diferencia de potencial entre dos puntos. Calcular la intensidad del campo eléctrico. Estudiar las características principales del campo eléctrico.

2. EQUIPOS E INSTRUMENTOS

1cubeta de vidrio 1 fuente de voltaje

1 Voltímetro 2 electrodos de cobre

4 conexiones y 1 punta de prueba Vaso precipitado

2 papeles milimetrados

3. MARCO TEORICO

El campo eléctrico es un vector que sirve para describir una región de cargas.Cuando una carga eléctrica en una región del campo espacio experimenta una fuerza se llama campo eléctrico. Sea una carga Q y a una distancia r, queremos hallar el valor del campo eléctrico en P. Colocamos una carga de prueba q0 en P, con la condición que (qO), entonces hallamos la fuerza entre las cargas usando la ley de Coulumb.

F̄=kQq0r 2r̂

Se define el campo eléctrico en P:

E⃗ p=Limq→ 0

F⃗q0

E⃗ p=KQ

r2r̂

Es importante que q00 (carga de prueba) para que no se produzca una nueva distribución de la carga Q y de lugar a un nuevo valor del campo eléctrico en p.

Las líneas de campo eléctrico son lienza imaginarias, continuas, excepto en las cargas puntiformes o en los puntos donde el E es nulo.Estas líneas nos dan la dirección del campo eléctrico, trazando una tangente a esta línea.Estas líneas se originan en cargas positivas y terminan en cargas negativasEl número de lienza que se originan o terminan sobre una carga es proporcional al valor de dicha carga.Regiones donde la densidad de líneas (líneas por unidad de superficie) son grandes indicara que el valor del campo eléctrico es grande, es decir la densidad de lienza es directamente proporcional al valor del campo eléctrico.Bajo condiciones electrostáticas, las líneas de campo llegan o salen de la superficie de un conductor en forma perpendicular.

Las líneas equipotenciales en 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. Las superficies equipotenciales pueden calcularse empleando la ecuación de Poisson.

El caso más sencillo puede ser el de un campo gravitatorio en el que hay una masa puntual: las superficies equipotenciales son esferas concéntricas alrededor de dicho punto. El trabajo realizado por esa masa siendo el potencial constante, será pues, por definición, cero.

Cuando el campo potencial se restringe a un plano, la intersección de las superficies equipotenciales con dicho plano se llama líneas equipotenciales

Las líneas de fuerza 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.

4. PROCEDIMIENTO

1) Se colocan los dispositivos.

2) Se ajusta el cursor del reóstato hasta obtener una salida de 6 voltios.

3) Se grafica un sistema de coordenadas cartesianas utilizando la misma escala, en dos hojas de papel milimetrado.

3) Se coloca una de las hojas de papel milimetrado bajo la cubeta.

4) Se llena el vaso precipitado con agua, y el agua es vertida en la cubeta, hasta que alcance por lo menos 1 cm de altura.

5) Con la ayuda del electrodo de punta se procede a encontrar los puntos del agua, que tengan el mismo potencial. Se traslada dichos puntos al segundo papel milimetrado.

6) Se une dichos puntos en una línea equipotencial.

7) Se dibuja la posición de los electrodos en el papel milimetrado.

5. CUESTIONARIO

1. Determine la magnitud del campo eléctrico entre las líneas equipotenciales. ¿Es el campo eléctrico uniforme?

2. ¿Qué son las líneas equipotenciales?

Las líneas equipotenciales son como las líneas de contorno de un mapa que tuviera trazada las líneas de igual altitud. En este caso la "altitud" es el potencial eléctrico o voltaje. Las líneas equipotenciales son siempre perpendiculares al campo eléctrico. En tres dimensiones esas líneas forman superficies equipotenciales. El movimiento a lo largo de una superficie equipotencial, no realiza trabajo, porque ese movimiento es siempre perpendicular al campo eléctrico.

3. ¿Por qué las líneas de fuerza no se cruzan?

Como las líneas equipotenciales son perpendiculares a la superficie del electrodo no se pueden cruzar. Las líneas de campo eléctrico no se cortan, porque si no tendríamos en un punto, dos direcciones diferentes del campo, lo cual es imposible, debido a la unidad del E en un punto.

4. ¿Qué diferencias y semejanzas existen entre el campo eléctrico y el campo gravitatorio?

Semejanzas:

 Ambos campos son campos conservativos, es decir el trabajo realizado para desplazar una partícula entre 2 puntos no depende de su trayectoria sino de su punto inicial y su punto final.

Ambos campos son campos centrales, es decir la energía potencial solo depende de la distancia a un punto fijo (fuente del campo).

Diferencias:

 Las fuerzas del campo gravitatorio son siempre de atracción, mientras que las del campo eléctrico pueden ser tanto de atracción como de repulsión. 

El campo eléctrico es producido por todo cuerpo cargado, sin embargo el campo gravitatorio es provocado por cualquier cuerpo con masa.

Las líneas de fuerza del campo gravitatorio siempre son entrantes, mientras que las líneas de fuerza del campo gravitatorio son entrantes y salientes (fuentes y sumideros)

6. CONCLUSIONES

Por medio de un multímetro se pudo apreciar los puntos donde los potenciales eran iguales, con estos puntos se pudo observar que las líneas equipotenciales son perpendiculares a la superficie del electrodo.

Con ayuda de un multímetro se pudo observar que el potencial eléctrico disminuye mientras más se va acercando al extremo negativo, lo cual nos indica que el potencial eléctrico se dirige del extremo positivo al extremo negativo.

El campo eléctrico no se puede medir directamente con un instrumento, para eso se emplean métodos indirectos como es la determinación del potencial eléctrico para la determinación del campo eléctrico.