Campos Electricos

Universidad de Sonora 19 de febrero de 2015 División de Ciencias exactas y naturales Reporte

Práctica 2

Electromagnetismo Campos Eléctricos

Alumno Carrera Grupo y horario

María Fernanda Moreno López Lic. en física física 1, 17:00-19:00 17:00-19:00 hrs hrs

Campos Eléctricos

1.

3

Procedimiento

Objetivos

1. Investigar cómo son las líneas de fuerza para las configuraciones de carga: a) Una carga puntual b) Dos cargas puntuales de igual signo c) Dos cargas puntuales de signo contrario d) Un anillo cargado e) Una barra cargada 2. Investigar en que lugar se deposita la carga en exceso en un conductor cerrado y aislado, en condiciones electrostáticas e investigar como es el campo eléctrico en el interior y exterior de un conductor cerrado.

2.

Materiales

1. Generador de carga. 2. Cuba electrostática. 3. Crema de trigo. 4. Cables caimanes. 5. Un anillo metálico. 6. Dos varillas metálicas. 7. Una barra metálica. 8. Aceite polish. 9. Jaula de Faraday pequeña con dos bolitas metálicas atadas afuera y dentro. 10. Electroscopio.

3. 3.1.

Procedimiento Primer objetivo

A) Carga puntual 1. Vierta aceite en la cuba electrostática, hasta que éste alcance i milímetro de altura aproximadamente. 2. Colocar la varilla metálica en la cuba electrostática. 3. Esparcir la crema de trigo en la cuba con aceite. 4. Accionar el generado. 5. Observar la forma que adopta el trigo. B) Dos cargas puntuales de igual signo María Fernanda Moreno López

1

19 de febrero de 2015

Campos Eléctricos

3

Procedimiento

1. Colocar las varillas metálicas en los extremos de la cuba electrostática. 2. Colocar dos cables desde la misma salida del generador de cargas hasta los extremos de la cuba. 3. Accionar el generador. 4. Observar que sucede. C) Dos cargas puntuales de signo contrario 1. Descargar el generador. 2. Colocar dos cables desde cada una de las dos salidas del generador de cargas hasta cada uno de los extremos de la cuba. 3. Accionar el generador. 4. Observar que sucede. D) Anillo cargado 1. Descargar el generador 2. Colocar el anillo metálico en la cuba. 3. Colocar un cable desde la salida del generador de cargas hasta el extremo de la cuba. 4. Accionar el generador. 5. Observar que sucede. E) Una barra cargada 1. Descargar el generador. 2. Colocar la barra metálica en la cuba. 3. Colocar un cable desde la salida del generador de cargas hasta el extremo de la cuba. 4. Accionar el generador. 5. Observar que sucede.

3.2.

Segundo objetivo

Segundo objetivo 1. Conectar la jaula de Faraday pequeña al generador de carga. 2. Accionar el generador de carga. 3. Observar que ocurre con las bolitas. María Fernanda Moreno López

2

19 de febrero de 2015

Campos Eléctricos

4.

4

Resultados

Resultados

Primer objetivo A) Carga puntual   Figura 1.

Figura 1: Campo eléctrico formado por una carga puntual. B) Dos cargas puntuales de igual signo  Figura 2.

Figura 2: Campo eléctrico formado por dos cargas puntuales del mismo signo. C) Dos cargas puntuales de signo contrario   Figura 3.

Figura 3: Campo eléctrico formado por dos cargas puntuales de signos opuestos. D) Anillo cargado   Figura 4.

Figura 4: Campo eléctrico formado por un anillo cargado. E) Una barra cargada   Figura 5.

Figura 5: Campo eléctrico formado por una barra o varilla cargada. María Fernanda Moreno López

3

19 de febrero de 2015

Campos Eléctricos

5

Preguntas

Segundo objetivo 1. ¿Cómo se comportó la esferita cuando fue colocada dentro de la jaula cargada? Entonces, ¿Existe campo eléctrico dentro de la Jaula? No sucedió nada. No existe campo eléctrico dentro de la jaula. 2. En base a los resultados obtenidos con el electroscopio cuando se colocó dentro y fuera de la jaula ¿Detectó la existencia de carga en el interior y exterior de la misma? ¿Cómo se puede afirmar si existe o no carga en tales regiones del conductor? La bolita que estaba colocada en el exterior si sufrió la acción de fuerza de un campo eléctrico y la de adentro no. Por lo que se concluye la existencia de campo eléctrico en el exterior y no en el interior de la jaula.

5.

Preguntas

Primer objetivo 1. Describa las características más importantes de las líneas de campo eléctrico encontradas en el experimento para cada uno de las configuraciones. Si la líneas de campo presentan variaciones en alguna de las configuraciones, descríbala por regiones. A) Las líneas de campo están dirigidas radialmente. B) Las líneas de campo mas cercanas entre sí adquieren una forma tangencial escapando de si. C) Las líneas que salen de la carga positiva entran a la carga negativa. D) Su comportamiento es similar al de las cargas puntuales. E) Las líneas de carga son perpendiculares a la barra cargada. 2. ¿Observó que en cierta región del espacio que rodea a alguno de los cuerpos cargados estudiados no existían líneas de campo? Si es así, mencione en cuáles. En las cargas puntuales de signos contrarios, en la región que las divide. El campo en esa región desaparece por el comportamiento asintótico de las líneas. 3. ¿Qué significa en cuanto al valor del campo eléctrico, que en una cierta región no existan líneas de campo? El valor del campo eléctrico es cero. Segundo objetivo 1. Elabore una conclusión general sobre el comportamiento de un conductor cargado, cerrado y aislado en condiciones electrostáticas en relación a dónde se deposita finalmente la carga y como es el campo eléctrico en el interior y exterior del mismo. La carga se deposita en la superficie del conductor. En el interior la carga será cero.

María Fernanda Moreno López

4

19 de febrero de 2015

Campos Eléctricos

6

Conclusiones

2. El fuselaje metálico de un automóvil se puede considerar como un conductor cerrado y aislado por los neumáticos. Por lo tanto ¿se comportará éste como una jaula de Faraday? Si están cayendo rayos ¿será más seguro que el conductor se quede dentro del automóvil que bajarse del mismo? ¿Será el mismo caso del avión? Sí, es más seguro quedarse dentro del carro que bajarse de él, ya que se encuentra aislado de la tierra. Lo mismo para el caso del avión.

6.

Conclusiones

La líneas de carga provocadas por el campo eléctrico se pueden visualizar en la práctica. Así, se observa el comportamiento de distintas configuraciones de figuras y variando las cargas entre positivas y negativas. Al trabajar con la Jaula de Faraday se corrobora la existencia de carga solo en el exterior de la superficie Gaussiana.

María Fernanda Moreno López

5

19 de febrero de 2015