Prcticas de Laboratorio de Fsica

Prcticas de Laboratorio de Fsica

Trazadora Analgica

GRUPO: 5.3AUTORES:

Jess Espinosa Romero Martn Mariezcurrena Alcasena FECHA REALIZACION: 02/10/2013FECHA ENTREGA: 16/10/2013

ASIGNATURA Y TITULACION:Fsica / Ingeniera Informtica

INDICE1. Objetivos Y Fundamentos Tericos........................................................... pg 2.2. Materiales, dispositivos y procedimiento................................................. pg 3.3. Resultados .................................................................................................................. pg 4.

4. Conclusiones................................................................................................................. pg 7.

5. Bibliografa................................................................................................................... pg 8.

1. OBJETIVOS Y FUNDAMENTOS TEORICOSEl objetivo de esta prctica es la determinacin grfica de las lneas equipotenciales y de campo elctrico de un problema electroesttico. Cuando un objeto metlico se conecta a una fuente de potencial V, en su superficie se acumula una densidad de carga elctrica tal que el potencial elctrico en todo el objeto, incluida su superficie, es igual a V. Si dos objetos metlicos se conectan a potenciales V1 y V2, el potencial elctrico V(r) en el espacio entre ellos variar entre el valor V1 cerca del objeto 1, y el V2 cerca del objeto 2, cumpliendo la ecuacin de Laplace

2V(r) = 0. Aunque dicha ecuacin se deduce para el espacio vaco, sigue siendo aproximadamente vlida si el espacio entre los objetos metlicos contiene un material uniforme de resistividad mucho mayor que la del metal, tal como el papel

conductor usado en la prctica. Ese papel conductor nos permitir medir el potencial V(r) usando un simple voltmetro (que en realidad mide una pequea corriente entre sus bordes). Ms exactamente, podremos medir la diferencia entre el potencial V(r) y el potencial en uno de los objetos, como por ejemplo V1.

Las superficies equipotenciales son perpendiculares al campo elctrico y en particular cualquier superficie conductora es equipotencial. As, las lneas del campo elctrico pueden determinarse cualitativamente a partir de stas, sabiendo que el campo elctrico es perpendicular a la lnea equipotencial que pasa por dicho punto (r).

Si queremos hacer la analoga con una situacin en tres dimensiones tendremos que considerar que nuestros objetos son infinitos en la tercera dimensin, y, por lo tanto, lo que estamos observando ser la proyeccin de dichos objetos tridimensionales sobre un plano. As, un crculo y un rectngulo representarn las secciones de un cilindro y de una placa perpendicular al papel, respectivamente. De esta forma, obtenemos las siguientes expresiones aproximadas para el potencial elctrico a lo largo de las lneas de trazos de los experimentos.2. MATERIALES, DISPOSITIVOS Y PROCEDIMIENTOEl material principal es un papel negro conductor de grafito con una alta resistividad, lo que restringe el anlisis a dos dimensiones. Para simular los objetos cargados utilizaremos pintura de plata, mucho mejor conductora que el papel. Con ella se dibujan los electrodos con la forma que nos interese. Entre estos electrodos se aplicar una diferencia de potencial y finalmente se detectarn las superficies equipotenciales con la ayuda de un voltmetro. Los electrodos sern objetos equipotenciales lo que se deber verificar midiendo el potencial en distintos puntos del electrodo.

Materiales: Papel conductor de grafito donde aparece dibujada una retcula que nos servir para determinar los puntos donde mediremos el voltaje.

Pintura de plata.

Lmina de corcho.

Hojas fotocopiadas de la retcula.

Fuente de tensin contina.

Voltmetro.

Chinchetas.

Procedimiento: Para pintar los electrodos colocar el papel conductor sobre la mesa, nunca sobre el corcho.

Sacudir el recipiente de pintura de plata para que presente propiedades homogneas.

Dibujar los electrodos con la geometra del problema a resolver. La lnea debe tener unos 4 m de ancho.

Dejar secar los electrodos entre 10 y 15 minutos.

Colocar el papel sobre el tablero de corcho y conectar los electrodos a la fuente de tensin (valor de tensin del orden de 10 V). Para ello utilizar chinchetas para que haya buen contacto entre la fuente y el dibujo del electrodo. Cuando se dibujen lneas largas realizar la conexin en el centro.

Obsrvese, midiendo la cada de tensin a lo largo de las lneas dibujadas que cada electrodo sea equipotencial. Aada ms pintura de plata en caso contrario.

Mediante un voltmetro se determina el conjunto de las lneas equipotenciales del problema electroesttico bidimensional. Para ello se conecta una de las puntas de medida al potencial de referencia (tierra). La otra de las puntas se utiliza para medir el potencial en los diferentes puntos de la retcula definida en el papel conductor de grafito. Los valores medidos los trasladamos a la hoja donde est fotocopiada la retcula. De esta forma construimos un mapa de valores de V que nos permitir determinar las lneas equipotenciales.

A partir de ellas, se dibujan las lneas de campo elctrico, de manera cualitativa trazando segmentos perpendiculares a las lneas y uniendo los segmentos a mano alzada.

3. RESULTADOS

1-Capacitor plano-paralelo finito A) Qu campo hay fuera de la placa de condensador?

Fuera de la placa del condensador el campo elctrico es nulo. Es decir, 0 V. 2-Carga puntual interior a una esfera conductora A) Qu relacin matemtica puede ser derivada entre el valor del potencial

y la distancia al centro del punto?

La relacin matematica entre el valor potencial y la distancia al centro del

punto se puede definir con la siguiente:

B)Qu ocurre fuera del circulo en esta geometra?

A diferencia del campo elctrico de dentro de la circunferencia, el de afuera es nulo. 3-Dipolo de cargas opuestas. A) Si se mide el potencial sobre la recta que pasa por los electrodos, Cmo vara este potencial? Se puede decir algo sobre el campo elctrico sobre esta recta?

Teniendo en cuenta las lineas equipotenciales al cortar con la linea recta entre los dos electrodos se puede ver que disminuye la diferencia de potencial elctrico a medida que se acerca a la carga. Por otro lado, las lineas equipotenciales entre la carga positiva y la mitad de la recta estn definidas por circunferencias de radios cada vez mayores y del centro en adelante lo contrario.4-Electrodo circular entre placas paralelas.

A) Cmo distorsiona el campo la presencia del electrodo circular?

Como se puede ver en la imagen anterior las lineas equipotenciales comienzan siendo rectas, pero a medida que se acercan al electrodo circular van tomando curva hasta formar una circunferencia.B)Cul es el potencial del electrodo circular y de su interior?

El potencial del electrodo circular y de su interior es 5 V.4. CONCLUSIONES1. Las lineas equipotenciales sirven para determinar la posicin donde el potencial elctrico es igual.

2. El campo elctrico varan en funcin de la posicin de la carga positiva y la nula.

5. BIBLIOGRAFIA

Guin de Prcticas de Laboratorio, Fsica (Grado de Ingeniera Informtica, Semestre de Otoo)

Tipler, Paul A. Fsica para la Ciencia y la Tecnologa. (6 Edicin, Editorial Revert)

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