Estudiantes de de Ingeniería Civil Docente Física, Dpto Ciencias Básicas
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INTRODU++IFN
Palabras clave:
Líneas equipotenciales Líneas de campo el/ct!ico Elect!odos Voltímet!o +ampo el/ct!ico otencial el/ct!ico
En el p!esente in7o!me( se desc!i3e el p!oceso a t!a9/s del cual se lo8!a dete!mina! di7e!entes líneas equipotenciales( con dist!i3uciones de ca!8as distintas( o3teniendo di9e!sas coo!denadas de puntos equipotenciales( con el 7in de t!a0a! líneas de 7ue!0as de campo el/ct!ico pa!a cada ca!8a( pe!pendicula!es a las antes nom3!adas líneas equipotenciales. En el documento( se mani7iesta el desa!!ollo de la p!4ctica de la3o!ato!io 8!acias a la cual se o3tu9ie!on !esultados de líneas equipotenciales * de campo el/ct!ico( encont!adas en la cu3eta con un poco de a8ua * elect!odos de 7o!ma lineal * de anillo( descu3!iendo di7e!entes coo!denadas de puntos equipotenciales de i8ual 9olta:e( con la a*uda del 9oltímet!o. Ginalmente( se e>pone los di9e!sos !esultados o3tenidos a lo la!8o de la p!4ctica( 8ene!ando conclusiones que satis7acen los o3:eti9os del t!a3a:o en el la3o!ato!io. .
1. Aspectos Teóricos
Líneas equipotenciales
El co!te de supe!7icies equipotenciales con un plano 8ene!a las líneas equipotenciales( las cuales son o!to8onales a las líneas de campo * po! ende al campo el/ct!ico. En t!es dimensiones esas líneas 7o!man supe!7icies equipotenciales. El mo9imiento a lo la!8o de una supe!7icie equipotencial( no !eali0a t!a3a:o( po!que ese mo9imiento es siemp!e pe!pendicula! al campo el/ct!ico. En las placas conducto!as( las líneas del campo el/ct!ico son pe!pendicula!es a las placas * las líneas equipotenciales son pa!alelas a las placas.
Figura 2. Líneas de campo eléctrico para una carga positia ! otra negatia. ["]
Campo eléctrico
El campo el/ct!ico e>iste cuando =a* una ca!8a * !ep!esenta el 9ínculo ent!e /sta * ot!a ca!8a al momento de dete!mina! la inte!acci,n ent!e am3as * las 7ue!0as e:e!cidas. Si la ca!8a es positi9a( el campo el/ct!ico es saliente a dic=a ca!8a( si es ne8ati9a es ent!ante. El campo el/ct!ico se !ep!esenta con el 9ecto! E * la unidad con que se mide es N?+. #otencial eléctrico
El potencial el/ct!ico @V !ep!esenta la ma8nitud escala! ent!e la 7ue!0a * el campo el/ct!ico. El potencial depende simplemente de la ca!8a 7uente( * sus unidades en el Sistema Inte!nacional son los 9oltios @V.
Figura 1. Líneas equipotenciales: Campo constante. [1]
BLas ca!8as de p!ue3a positi9as se mue9en =acia donde el potencial el/ct!ico disminu*e( * las ca!8as de p!ue3a ne8ati9as se mue9en =acia donde el potencial aumenta.C $
Líneas de campo eléctrico $oltímetro
Son líneas ima8ina!ias que desc!i3en( los cam3ios en di!ecci,n de las 7ue!0as al pasa! de un punto a ot!o del espacio. !opiedades" Las líneas de campo el/ct!ico son a3ie!tas; salen siemp!e de las ca!8as positi9as o del in7inito * te!minan en el in7inito o en las ca!8as ne8ati9as. El n
BEl 9oltímet!o es un elemento utili0ado pa!a medi! el 9olta:e ent!e los e>t!emos de un elemento del ci!cuito po! el que ci!cula co!!iente.C ' Tiene como 7uncionalidad( medi! la di7e!encia de potencial ent!e dos puntos de un ci!cuito el/ct!ico. %lectrodo
Es un conducto! el/ct!ico utili0ado pa!a =ace! contacto con una pa!te no met4lica de un ci!cuito.
#olaridad
Es la p!opiedad 7ísica que dispone aquellos a8entes que se acumulan en los polos de al8
La p!4ctica de la3o!ato!io se !eali0, utili0ando una cu3eta( colocando po! de3a:o de ella papel milimet!ado( se cu3!i, la cu3eta con una capa de a8ua * lue8o se coloca!on dos elect!odos dent!o de ella; se conect, el 3o!ne ne8ati9o de la 7uente al elect!odo en 7o!ma de 3a!!a( * el 3o!ne positi9o de la 7uente se conect, al elect!odo ci!cula!; la 7uente se ca!8, con %5V. Lue8o( con el 9oltímet!o se eli8i, la opci,n pa!a medi! 9olta:e D+( la punta de medici,n complo!ado!a o positi9a del 9oltímet!o se empe0, a 3usca! puntos so3!e la cu3eta en donde el 9olta:e 7uese de -V. Se !ecolecta!on las coo!denadas de los puntos( 7acilit4ndose esto po! el papel milimet!ado. El p!ocedimiento se !epite pa!a 3usca! puntos en donde el 9olta:e 7uese de -('V #V * #('V.
+oo!denadas #V > * K1(& %(2 K1(& K#($ K1(& K%%(# K1(& K-(# TAHLA IV. DATOS RE+OLE+TADOS DE LA LNEA EJUIOTEN+IAL DE #('V
TAHLA I. DATOS RE+OLE+TADOS DE LA LNEA EJUIOTEN+IAL DE -V
+oo!denadas -V > * K&($ #(' K&($ K1(& K&($ K%(% K&($ %5($ TAHLA II. DATOS RE+OLE+TADOS DE LA LNEA EJUIOTEN+IAL DE -('V
+oo!denadas -('V > * K2($ 1(1 K2($ -($ K2($ %-($ K2($ 5(& TAHLA III. DATOS RE+OLE+TADOS DE LA LNEA EJUIOTEN+IAL DE #V
,ra-ica 1. Líneas equipotenciales.
+on los datos o3tenidos en el la3o!ato!io se lo8!, o3tene! 9a!ias líneas equipotenciales constantes que 7ue!on pa!alelas al elect!odo en 7o!ma de 3a!!a( así mismo el campo el/ct!ico c!eado po! am3os elect!odos es tam3i/n pe!pendicula! a las líneas equipotenciales( esto se puede 9e! en la 8!47ica %( en donde los 9olta:es medidos pe!manecen constantes en el e:e > * 9a!ían en el e:e *. Al !eali0a! la medici,n del 9olta:e dent!o del anillo =ec=o del mate!ial conducto! como lo es el elect!odo es 5 *a que el anillo tiene una 7o!ma ce!!ada. Las líneas equipotenciales encont!adas en el la3o!ato!io son mu* simila!es; tal 9e0 no son i8uales( de3ido a e!!o!es en las mediciones; esto puede indica! que el campo el/ct!ico es constante( que su ma8nitud * di!ecci,n son las mismas en todos los puntos. El potencial 9a!ía dependiendo de la ce!canía en el que se mida( al ace!ca! el e>plo!ado! al elect!odo positi9o el 9olta:e i3a aumentando conside!a3lemente * al ace!ca!lo al ne8ati9o disminuía. En cuanto a las líneas de 7ue!0a dent!o del anillo( po! e:emplo si se toman dos ca!8as u3icadas pa!alelamente una a la ot!a estas 7ue!0as 8ene!adas se!ian de !epulsi,n po! tene! la misma ca!8a.
Si se cam3ia la pola!idad de los elect!odos las líneas equipotenciales se8ui!ían siendo pa!alelas al elect!odo que se e>plo!a( cam3ia!ía el 9olta:e medido *a que si el elect!odo con 7o!ma de 3a!!a 7ue!a positi9o al ace!ca! el e>plo!ado! a este el 9olta:e aumenta!ía * en el ot!o elect!odo con 7o!ma de anillo disminui!ía. 1
Conclusiones
%. Se puede conclui! que en un campo el/ct!ico uni7o!me( las líneas equipotenciales son pa!alelas ent!e si * son pe!pendicula!es a las líneas del campo el/ct!ico. -. La sepa!aci,n de las líneas equipotenciales est4 di!ectamente !elacionada con la intensidad del campo el/ct!ico( si las líneas equipotenciales est4n i8ualmente sepa!adas( se asume que el campo el/ct!ico es constante.
". e-erencias
% 6*pe!=*sics. “Líneas equipotenciales! A8osto de -555. Recupe!ado el %5 de ma!0o de -5%' de =ttp"??=*pe!p=*sics.p=*K ast!.8su.edu?=3asees?elect!ic?equipot.=tml - )os/! “Líneas equipotenciales! %5 de a3!il de -5%-. Recupe!ado el %5 de ma!0o de -5%' de =ttp"??7isicausmaequi.3lo8spot.com?-5%-?5$?lineasK equipotenciales.=tml # “Ca"po el#ctrico! Recupe!ado el %5 de ma!0o de -5%' de =ttp"??www.7isicap!actica.com?campoKelect!ico.p=p $ Se!!ato( A. Ma!tín( T. Botencial el/ct!ico. Supe!7icies equipotencialesC. Espaa. Recupe!ado el %5 de ma!0o de -5%' de =ttp"??ace!.7o!estales.upm.es?3asicas?ud7isica?asi8natu!as?7isica ?elect!o?potencial.=tml ' Villasuso( ). “$oltí"etroC. Recupe!ado el %5 de ma!0o de -5%' de =ttp"??newton.cnice.mec.es?mate!ialesdidacticos?elect!icidad #E?9oltimet!o.=tm'P%
