Campo Eléctrico I.
Procedimiento:
Experimento: -
llenamos el recipiente de vidrio con agua ,
-
luego agregamos la cucharadita de sal para que la solución sea conductora.
-
montamos el circuito mostrado en la guía.
-
Colocamos los electrodos cada uno conectado a cada lado de la fuente.
-
Luego colocamos un papel milimetrado para determinar los puntos que vamos a evaluar.
-
además con la punta de prueba conectada al voltímetro vamos evaluando la
diferencia de potencial en cada punto. -
Anotamos la diferencia de potencial de cada punto en otra hoja de papel milimetrado.
-
Ponemos la punta no más de 10 segundos en cada punto
-
Evaluamos puntos en líneas para determinar si tienen igual diferencia de potencial
-
II.
Determinamos las líneas equipotenciales uniendo los puntos evaluados.
Cuestionario:
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La magnitud del campo eléctrico está dada por:
=
En este caso la diferencia de potencial esta dada por el valor del voltaje de la fuente que es 3 v, y como se realizaron un total de 8 líneas equipotenciales separadas por 2 centímetros cada una entonces la distancia total seria 18 cm Entonces:
30 = 0.18
=16.67 v/m
Las líneas equipotenciales tomaran la forma del electrodo. En nuestra experiencia las líneas van con mayor intensidad del electrodo positivo al negativo, optando la
forma del primero y luego va disminuyendo la intensidad hasta tomar la forma del segundo.
Las líneas de campo eléctrico nacen en cargas positivas y mueren en cargas
negativas. Las líneas de campo son tangentes al ve ctor E en cada punto. Si 2 líneas con distinta dirección, y por lo tanto con distinta tangente, se cortaran, en el mismo punto existirían 2 vectores E distintos lo cual sería absurdo.
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La línea equipotencial es un conjunto de puntos cuyos potenciales siemp re tienen el
mismo valor. Considerando dos líneas equipotenciales distintas V1 Y V2 tales que V1 > V2 supongamos que se cruzan en el punto P cuyo potencial es V0 entonces como P pertenece a V1, se tiene que V1 = V0 y de igual forma P pertenece a V2, es decir V2 = V0, lo que quiere decir V1 = V2, esto contradice la superposición inicial de
V1 >V2, por lo tanto, las líneas equipotenciales nunca se cruzan. Es decir, dos puntos a distintas distancias de un electrodo nunca tendrán el mismo
potencial. Por eso, s i las líneas equipotenciales son generadas por todos los puntos que tienen el mismo potencial, jamás cruzarán sus curvas.
Las cargas en una corriente electrolítica se mueven a lo largo de las líneas de fuerza o líneas decampo, ya que estas líneas representarían su trayectoria (en este caso, sal ionizada) que se encuentran cargadas positivamente y que están disueltas en el
agua, por lo cual nuestra carga tendría una trayectoria similar pero orientada hacia el cátodo. En la corriente electrolítica, el campo eléctrico tiene como dirección desde el electrodo de mayor potencial al electrodo de menor potencial, así que ese será el camino que seguirá la carga de prueba. En el experimento, el camino que seguiría la carga sería desde el electrodo de forma triangular, hasta el electrodo de
forma plana.
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Ninguna de las líneas de fuerzas empieza o termina en el espacio que rodea la carga. Toda línea de fuerza de un campo electrostático es continua y empieza sobre
una carga positiva llegando a una carga negativa en el otro. Como la energí a potencial de un cuerpo cargado es la misma en todos puntos de la
superficie equipotencial dada, se deduce que no es necesario realizar trabajo (eléctrico) para mover un cuerpo cargado sobre tal superficie. De ahí que la
superficie equipotencial que pasa por un punto cualquiera ha de ser perpendicular a la dirección del campo en dicho punto. Las líneas de campo y de la superficie equipotencial son, en consecuencia, perpendiculares entre sí.
7.- El trabajo realizado para transportar la unidad de carga de un electrodo a otro es:
El trabajo que realiza el campo eléctrico sobre una carga q cuando se mueve desde una posición en el que el potencial es VA a otro lugar en el que el potencial es VB es
8.- Siendo E=
− ,
el error absoluto de E es:
E=(VB-VA)/d Electrodo negativo: 2,5−,5 = 33,3 N/C , ,5−2,5 E2 = , = 33,3 N/C
E1 =
Electrodo positivo: 6,4−5,4 = ,25
E3 =
40 N/C
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5,4−4,4 = ,25
E4 =
40 N/C
ERROR ABSOLUTO: Ea1 = |1,5-2,5|=1 Ea1 = |2,5-2,5|=0 Ea1 = |3,5-2,5|=1 9.- El error relativo de la medida de E es:
ERROR RELATIVO: Er1=Ea1 /2,5=1/2,5=0.4 Er2=Ea2 /2,5=0 Er3=Ea3 /2,5=4
10. Que semejanza y diferencia existe entre un campo eléctrico y un campo gravitatorio.
Semejanzas: -
-
-
ambos son campos conservativos, lo que quiere decir que La circulación del vector campo a lo largo de una trayectoria cualquiera entre dos puntos depende tan sólo de los puntos inicial y final y es independiente de la trayectoria; y que la circulación del vector campo a lo largo de una línea cerrada vale cero. las líneas de fuerza de los campos gravitatorio y eléctrico son abiertas, es decir, empiezan en algún punto (fuentes del campo o el infinito) y terminan en algún otro (sumideros del campo o el infinito) . En los campos conservativos, como el gravitatorio, se puede definir una función potencial (escalar) y, a partir de ella, construir superficies
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equipotenciales. Las líneas de campo son perpendiculares a las superficies equipotenciales.
Diferencias: -
-
En los campos conservativos, como el gravitatorio, se puede definir una función potencial (escalar) y, a partir de ella, construir superficies equipotenciales. Las líneas de campo son perpendiculares a las superficies equipotenciales. Las fuerzas del campo gravitatorio son siempre de atracción, mientras que las del campo eléctrico pueden ser tanto de atracción como de repulsión. Un punto material sólo crea campos gravitatorios, tanto si está en reposo como si está en movimiento. Una carga eléctrica, por el contrario, crea un campo eléctrico si está en reposo y uno eléctrico y otro magnético si está en movimiento.
11. Si el potencial eléctrico es constante a través de una determinada región del espacio. ¿Qué puede decirse acerca del campo eléctrico en la misma? El campo eléctrico es nulo. De la definición del potencial eléctrico tenemos que la relación inversa entre el campo y el potencial está determinada por:
φ = ∫ E • dl, En donde tanto E como l (L minúscula) son vectores. Supongamos que el potencial φ es constante en la región de interés. Como con cualquier integral, al momento de evaluar la integral hay que añadir una constante, la llamada "constante de integración". Si el campo no
fuera nulo, el valor del potencial no podría ser constante, pues entonces ∫ E • dl daría un
resultado diferente de cero, y dependiente de la longitud de la tra yectoria y del campo mismo. Entonces,
φ = ∫ E • dl + C = 0 + C = C, Que es la premisa de la que partimos.
III.
Bibliografía
http://www.who.int/peh-emf/about/WhatisEMF/es/ http://bacterio.uc3m.es/docencia/profesores/daniel/pfisicos/ficheros/celec01.pdf http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/campo_electr.html
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Conclusiones y sugerencias a partir de los experimentos y los datos obtenidos en las graficas de líneas de campo y los datos obtenidos en las graficas de las líneas de campo y superficies equipotenciales se concluye con una base empírica que las líneas de campo salen de todo objeto cargado positivamente y para el caso de cuerpos cargados negativamente las líneas del campo van entrando sobre el objeto. de igual manera encontramos y corroboramos q las líneas de campo jamás se cruzan a lo largo de su trayectoria y su dirección en un punto es tangente a las líneas de campo. en el caso de la distribución superficies equipotenciales se concluye que las líneas son perpendiculares a las direcciones del campo en un punto especifico; razón que vuelve clara la hipótesis de potencial eléctrico, la interacción d e potencial varia inversamente proporcional a la distancia de manera que esta se mantendrá a lo largo del campo eléctrico, , razón por la cual en un punto cualquiera a otro habrá la misma diferencia de potencial aleatoriamente a una distancia igual al par anterior, lo que hace las líneas equipotenciales estén igual espaciadas las unas a las otras. Este laboratorio nos ha dejado muchas cosas que nos pueden servir en nuestras carreras en un futuro, por ejemplo entender en forma práctica como es la distribución del campo eléctrico que se presenta en la cualquier lugar que nos rodea siempre aunque no lo podamos ver afecta de forma directa la forma en que vivimos actualmente, ya que si no se hubie ran estudiado tan a fondo este tipo de fenómenos la actualidad tendría una forma muy diferente a como se presenta, al poder observar las líneas del campo eléctrico aunque sea de forma indirecta podemos llegar a entender un poco más la forma en que se comporta en la vida real. Como sugerencia tal vez se podría usar voltímetro digitales para tener más precisión al momento de hacer las lecturas del potencial eléctrico.
