CAMPO ELECTRICO ENTRE DOS PLACAS entrega.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERIA CIVIL

ESCUELA PROFESIONAL DE ARQUITECTURA Y URBANISMO

ASIGNATURA: LABORATORIO DE FISICA II

TEMA: CAMPO ELECTRICO ENTRE DOS PLACAS

ALUMNO: VILLA TICONA WILSON

CAMPO ELECTRICO ENTRE DOS PLACAS OBJETIVOS: •

Estudiar las configuraciones del campo eléctrico producido en el espacio comprendido entre dos

•

electrodos Verificar las superficies equipotenciales Determinar la intensidad del campo eléctrico

•

FUNDAMENTO TEÓRICO: La conducción electrolítica es debida a la existencia de iones en la solución de sulfato de cobre. el movimiento de los iones bajo la acción de un campo eléctrico exterior crea una corriente eléctrica en el electrolito El potencial eléctrico est en función de la distancia con respecto al cuerpo que produce el campo eléctrico. el lugar geométrico de los puntos de igual potencial se denomina superficie equipotencial La intensidad de campo electrosttico es la misma para todos los puntos que se !allan entre las placas de cobre " de dirección perpendicular a ellos. Estas placas paralelas de potencial

v 1  y v 2

 separadas a una distancia #d$

estn en relación directa a la intensidad de campo eléctrico mediante la relación:  E

V   D

=

D%&DE:

V 1

'e considera como potencial de referencia

En el caso de un campo electrosttico variable( la intensidad del campo eléctrico es igual al gradiente del  potencial v tomado con signo negativo

 E

grad (V  )

=−

 E=( E x , E y , E z )

 E X =

−∂ V  ∂x

(

 E X =

−∂ V  ∂y

(

 E X =

−∂ V  ∂z

El signo negativo se debe a que el potencial eléctrico aumenta en sentido contrario a las líneas de campo

El campo eléctrico estudiado es electrodinmico( pero sus propiedades son equivalentes a los de un campo electrosttico

MATERIALES PARA LA PRÁCTICA

MONTAJE EXPERIMENTAL

). +. -. /. 0. 1. 2.

*uente ,otenciómetro mperímetro Voltímetro Electrodos ,unta exploradora ,apel milimetrado

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Intens!"! !e# $"%&' e#($t)$' ). En papel milimetrado dibuje los ejes coordenados 3x("4 +. 5oloque la cubeta electrolítica sobre el papel( de tal manera que el centro de la cubeta coincida con el origen de los ejes coordenados( luego vierta la solución de sulfato de cobre -. 6nstale el circuito mostrado con la a"uda del profesor  /. 7egule la fuente a la posición ) 3-v4( conecte la fuente de alimentación 0. juste el circuito con el cursor del potenciómetro !asta que la corriente sea i89.9+ 1. ;omando como referencia la placa negativa( mueva la punta exploradora a lo argo del eje
los datos correspondientes en la tabla de datos  N 

C'n*+,)"$-n !e# $"%&' e#($t)$'

1

). Elija 0 puntos de referencia equidistante sobre el eje #x$ " desígnelo por  (=( 5( D " E

./ >sando el voltímetro detecte ? puntos de igual potencial para cada punto de referencia( registre los datos 0

en la tabla  N 

+

0/ 5ambie la posición de los electrodos 3no paralelos 4 " con el voltímetro detecte la configuración de las 0

líneas equipotenciales como en el paso anterior( registre los datos en la tabla de datos

 N 

-

TOMA DE DATOS EXPERIMENTALES Tabla de datos N°1

D1$% 2 V132

)

+

-

/

0

1

2

?

@

)9

))

)+

9.-

9./0

9.1-

9.?-

9.@@

).)?

).-/

).0+

).1@

).?1

+.9/

+.+

;abla de datos N°2

Tabla de datos N°3

OBSERVACIONES EXPERIMENTEALES

). 6ncremente la tensión a )+ V para el circuito( espere un minuto. ABué observa usted en las placasC

 La intensidad de corriente (I) aumenta juntamente con el potencial (se sulfato)

+. ;ome como punto a 0mm .De la paca positiva( !alle dos puntos equipotenciales detrs de la placa  El voltaje a 5mm es de 12!1 " # los puntos e$uipotenciales son% (&5' !) # (&' 2) -. 5ambie a solución de sulfato de cobre por agua de cao( experimente ABué observaC  l rempla*ar a+ua por sulfato de cobre # a una fuente de 12" sucede $ue en el circuito los e$uipos como el volt,metro # el amper,metro tienden a marcar entre !!!-!!!1 amp (el a+ua es un mal conductor)

ANALISIS DE DATOS EXPERIMENTALES

6&;E&'6DD DEL 5,% ELE5;765% ). 5on los datos de la tabla &F) grafique el potencial eléctrico en función de la distancia " .f(d)' que curva le sugiere

" 8 9.)2//x G 9.))@) 7H 8 9.@@@2

+. >tilice el método de los mínimos cuadrados para encontrar el o los parmetros de curva " escriba la ecuación empírica

la

% /ea la ecuaci0n emp,rica% ".  

 f(d) . d 

V =Ad +B

V =Ad +B

 x

 x

∑¿

∑¿

¿ ¿

¿ ¿

∑ x −¿ ∑ y ∑ X  −∑ x ∑ B=

∑ x −¿ n ∑ xy −∑  x ∑  y  A = 2

n

n

2

¿

¿

(

)−( 78 ) ¿  A =¿( 15.03 ) 12 ( 650 ) −( 12 122.63

B

=

( 15.03 ) ( 650 )−(78 )( 12 ( 12 ) ( 650 ) −(78 ) 2

Entonces la ecuación empírica es % ".d   4.!16  !117

".!1d  !117

3 De la grfica( determine E 3intensidad de campo eléctrico4

d(cm)

V(vol)

E = V/d

1

9.9./0 9.1-

0.3

2 3

2

 

0.225  

0.21

9.?9.@@ ).)? ).-/ ).0+ ).1@ ).?1 +.9/ +.+

4 5 6 7 8 9 10 11 12

 

0.2075  

0.198

 

0.19666667

 

0.19142857  

 

0.19 0.18777778

 

0.186

 

0.18545455

 

0.18333333

 Ialle la incertidumbre de los parmetros

|

error =

V T −V  E V T 

|

error =

|

.100

−98.7

100

100

|

.100 error

 =1.7

5%&*6J>756%& DEL 5,% EL5;765% 5 >tiliKando los datos de la tabla &F+ " - trace las superficies equipotenciales " las líneas de fuerKa en el papel milimetrado. uestre el diagrama de configuración del campo eléctrico

& A5ul es la dirección del campo eléctrico entre los electrodos de cobre para cada casoC Explique  EN ELE8T9:;:/ <9LEL:/ . La dirección del campo eléctrico en las dos placas paralelas 3electrodos4( es de una carga #B$ positiva a otra carga # B$ negativa debido a que !a" una atracción entre cargas opuestas como muestra la figura  EN LINE/ 8=9"/ .El campo eléctrico se !alla traKando la tangente a dic!a línea 'ea  " = dos puntos situados en un campo eléctrico uniforme( estando  a una distancia d de = en la dirección del campo tal como muestra la figura siguiente

E& L%' EL5;7%D%' &% ,77EL%'.,or la presencia de cargas opuestas( el campo eléctrico en dos placas no paralelas( describen líneas no paralelas( describen líneas de curva( lo cual el campo eléctrico se !alla traKando la tangente a esta línea En el caso ms general de un campo eléctrico no uniforme( este ejerce una fuerKa q  posiciones del cuerpo de prueba

´

 E

 para todas las

CONCLUSIONES

Después del laboratorio analiKando los datos obtenidos se ve que las líneas de campo salen del objeto cargado  positivamente al cargado negativamente( adems podemos observar que en ningMn momento se cruKan entre ellas. 5on respecto a las superficies equipotenciales vemos que son perpendiculares al campo en un punto específico. 'e puede apreciar a su veK que el potencial eléctrico varía inversamente proporcional a la distancia de manera que la diferencia de potencial se mantendr a lo largo del campo eléctrico 3este cambia solo en relación con la distancia respecto a la carga4( por lo tanto( de un punto cualquiera a otro( !abr la misma diferencia de potencial. El comportamiento del campo eléctrico difiere para un objeto conductor " para uno aislante. Esto depende de las propiedades de este objeto. ,or ejemplo las cargas libres en los conductores atraen al campo eléctrico( mientras que la falta de cargas libres en los aislantes repele al campo eléctrico

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS 'e sugiere tener conocimiento de lo que es una superficie equipotencial para así desarrollar de mejor manera el tema adems ser mu" precisos en la toma de datos