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CAMPO ELÉCTRICO
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Ramírez Eliana., Jiménez Yaneth Lucia, Jorge Aguirre, Lucia Arteaga.
Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, Medellín – Colombia Facultad de Ciencias básicas, Humanas y Sociales Abril de 2013
Resumen Al iniciar la práctica, con ayuda del profesor nos disponemos disponemos a observar observar cómo
distribuyen las semillas en una cubeta con ayuda de la máquina wimshurst, lueg
se procede a realizar los procedimientos de la práctica: Medir la diferencia d
potencial dentro de la cubeta entre dos puntos cualesquiera pero cercanos entr
ellos, idear un método m étodo para par a localizar local izar por po r donde don de pasa una línea lín ea de camp eléctrico, Colocar en la cubeta dos puntas a manera de electrodos y medir a
largo de la recta que las une la magnitud del campo eléctrico generado por ella observar la intersección de dos líneas de campo eléctrico y dos equipotenciales compararlas con las líneas que salen o entran a un conductor.
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Campo eléctrico.
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Características: El Campo Eléctrico es una Región del espacio perturbada por cargas en reposo. Un Campo Eléctrico tiene como características principales la dirección, el sentido la intensidad.
Propiedades de las cargas eléctricas
Carga puntual: cuerpo electrizado sin dimensiones.
Existen 2 clases de cargas en la naturaleza:
You're Reading a Preview Positivas: carga adquirida por el vidrio frotado. De esta carga son portadore Unlock full access with a free trial.
los protones. Download With Free Trial
Negativas: es la carga que adquiere el ámbar, y de ella son portadores lo electrones.
Las cargas de mismo signo se repelen y las de signo contrario se atraen. Sign up to vote on this title
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.CAMPOS VECTORIALES NO CONSERVATIVOS
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Los de más interés en la Física son los primeros. Por ello iniciamos definiéndolos
Los Campos Vectoriales Conservativos, son aquéllos para los cuales la Integral d Línea del Campo Vectorial vale cero para una trayectoria cerrada.
Los Campos Vectoriales Conservativos, son aquéllos para los cuales la Integral d
Línea del Campo Vectorial tiene el mismo valor para trayectorias que tienen lo mismos puntos límites.
Una condición suficiente para que la integral de línea tenga las propiedade
anteriores, es que el campo vectorial sea derivable de una Función Escala “Potencial”, es decir, si F(x,y,z) es el CampoVectorial, existe una función escalar (x, y,z) que cumple la relación: F(x,y,z)= −
∇ϕ(x,y,z)
En la jerga de las Matemáticas, se demuestra que el hecho de aseverar que U You're Reading a Preview Campo Vectorial es Conservativo, es equivalente a decir que ese campo e Unlock full access with a free trial.
IRROTACIONAL, y un campo es Irrotacional cuando se cumple:
∇×
F= 0
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¿Que representan las líneas de campo eléctrico?
Las líneas de campo eléctrico son líneas imaginarias que describen, si lo
up to vote on this title hubiere, los cambios en dirección de las Sign fuerzas al pasar de un punto
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otro. Estas líneas sirven para conseguir una representación gráfica de u
campo de fuerzas, además indican la trayectoria que seguirán la
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de una fuerza eléctrica
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vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor
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sufre los efecto
dada por la siguiente ecuación:
F = Qe Los
campos
eléctricos
pueden
tener
su
origen
tanto
en carg
eléctricas como en campos magnéticos variables.
1. Objetivos
Encontrar un método para trazar líneas de campo eléctrico.
Determinar las líneas de campo eléctrico de una configuración arbitraria d electrodos.
Preview con la posición para un Hallar la forma funcionalYou're del Reading campo aeléctrico
distribución de electrodos.Unlock full access with a free trial. Download With Free Trial
2. Materiales y procedimiento
2.1. Materiales.
Cubeta electrostática
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Procedimiento experimental
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ACTIVIDAD 1
Introduzca dos electrodos con los que trabajo en la práctica anterior, mida l diferencia de potencial dentro de la cubeta entre dos puntos cualesquiera per cercanos entre ellos. Manteniendo una punta fija aleje la otra en diferente direcciones. ¿Que observa en el multímetro?, interprete.
Repita el mismo ejercicio pero ahora a una distancia fija entre las puntas d multímetro, es decir, mida alrededor de un círculo con una punta en el centro ¿Que observa en el multímetro?, interprete.
Teniendo en cuenta las direcciones donde el multímetro alcanzó los valore máximos y mínimos y basándose en el funcionamiento del voltímetro ¿en qu dirección van las líneas de campo en esa configuración de electrodos? You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
ACTIVIDAD 2
Download With Free Trial Teniendo en cuenta las direcciones donde el multímetro alcanzo los valore máximos y mínimos, idee un método para localizar por donde pasa una líne de campo eléctrico. Y utilizando todo el instrumental del que dispone trac líneas de campo eléctrico para una configuración de electrodos. Discuta con s grupo de trabajo la distribución de líneas de campo, interprete y reporte. Sign up to vote on this title
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Introduzca ahora un cilindro hueco conductor en la configuración anterior y trac
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ésta magnitud en función de la distancia. Interprete la gráfica y compárela con un curva teórica.
ACTIVIDAD 4
Para una configuración diferente a la del punto anterior trace dos líneas de camp eléctrico y dos equipotenciales. ¿Qué relación encuentra entre ellas?, observe s intersección y compárela con las líneas que salen o entran a un conductor, discut con su grupo de trabajo que tan válido es tratar a un conductor como un equipotencial.
Mida el campo eléctrico que atraviesa cada una de los cuatro lados que forman la líneas de campo y las equipotenciales, ¿porqué sobre una línea de campo e cero? ¿Cuánto es el flujo neto en la caja?,
¿Cuánta carga hay encerrada en ella? Discuta con su grupo de trabajo esto resultados y relaciónelos con la ley de Gauss. You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
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3. Resultados. ACTIVIDAD 1
Teniendo el multímetro en 20v DC, manteniendo una punta fija (cable negro) alejando la otra (cable rojo) en otras direcciones se observa que los valores en voltímetro van pasando de valores máximos positivos, cero, valores máximo negativos, va cambiando, además de esto se observa que cuando se es alineando el valor se acerca a cero. Las líneas en un campo eléctrico está trazadas de modo que son, tangentes a la dirección del campo y su sentid positivo se considera que partiendo de las cargas positivas termina en la negativas.
Para asegurar el radio fijo( la distancia entre una punta y la otra), utilizamos u “Compás”.
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Fig.With 1- Compás Download Free Trial
En el multímetro se observan valores como 0,053; -0,17; 0,47. Se observa u máximo y un mínimo completamente opuestos.
Las líneas de campo van hacia donde el voltaje empieza a disminuir. Sign up to vote on this title
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Fig.2-lineas de campo eléctrico producidas por los cables conductores.
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ACTIVIDAD 2
Un material conductor tiene cargas libres (Electrones u iones) que se mueven e presencia de un campo eléctrico externo. La corriente inducida por el camp externo lleva a las cargas libres hasta la superficie, separándose hasta alcanza una situación de equilibrio electrostático en la que no hay movimiento neto d cargas.
La separación de las cargas libres en la superficie del conductor es tal que s induce un campo eléctrico superficial que compensa y anula el campo eléctric externo.
En el interior de un conductor en equilibrio electrostático el campo eléctrico es nul (no hay carga eléctrica neta), por consiguiente, el potencial eléctrico es constante
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En la segunda parte unimos con una punta de medición los terminales los cuale van a tener una polaridad positivos y negativos; el conector negativo multímetro se conecta al negativo de la fuente y el conector positivo hace d explorador y empezamos la toma de medidas en diferentes puntos cerca de electrodos colocándolos de tal manera que una de las puntas de medición quede fijas y con la otra giramos levemente y observamos el multímetro el mayor registr de potencial, anotamos este resultado y posteriormente fijamos nuestro extrem fijo donde encontramos el mayor registro de potencial, anotamos este resultad ;posteriormente giramos lentamente hasta encontrar el mayor registro d potencial, este procedimiento lo seguimos hasta determinar todas las líneas d campo eléctrico, debemos recordar que la diferencia de potencial que hay de u punto a otro se conoce como el gradiente del potencial eléctrico. Todo esto es co el fin de graficar todas las líneas y encontrar el comportamiento del camp eléctrico el cual es perpendicular a estas líneas y los valores registrados al interio del cilindro el potencial es el mismo en todos los puntos tiene el mismo radio.
ACTIVIDAD 3
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voltaje (v) 3.5
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3 2.5 2 1.5 1
voltaje Sign up to (v) vote on this title
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0,14 0,117 0,09 0,07 0,049 0,023
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1,53 1,23 0,98 0,74 0,49 0,18
En la gráfica se observa que a medida que va aumentando la distancia tambié aumenta el voltaje.
ACTIVIDAD 4
-0.63v
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0.60v
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El campo eléctrico dentro del cuadro formado por las líneas es igual a cero, o se
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q no hay carga eléctrica encerrada ya que las cargas puntuales no están dentro d
esta parte analizada, aunque no necesariamente cuando no hay campo eléctric
significa que no hayan cargas eléctricas, puede ser que su sumatoria sea cercan o igual a 0.
Esto se puede relacionar con la ley de Gauss teniendo en cuenta el principio Qin formula de que E .dA . Deduciendo de esta que es necesaria una carg
interior dentro de la parte analizada para poder tener un campo eléctrico.
Observe la manera como se distribuyen las semillas en la cubeta cuando utiliza la máquina de Wimshurst y analice porque se alinean con líneas de campo y no con las equipotenciales. Observe que le pasa a semillas dentro del conductor. Relaciónelas con la actividad 2.
Al realizarse el montaje anteriormente mencionado se pudo observar comportamiento del campo eléctrico dependiendo de la posición y la geometría d You're Reading a Preview las fuentes de carga. Teniendo en cuenta que la dielectricidad es una de la Unlock full access with a free trial. propiedades de las semillas y el aceite no es un mal conductor, se pudo observa el comportamiento del campo eléctrico, analizando el comportamiento de la Download With Free Trial semillas, las cuales se orientan de tal forma que singuen las líneas de campo basados en que el electrodo positivo atrae a los iones negativos y el electrod negativo a los iones positivos. Sign up to vote on this title
4. Conclusiones.
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Las líneas de campo salen del objeto cargado positivamente al cargad
negativamente, además de que en ningún momento se cruzan entre ella mismas.
Las líneas equipotenciales son ortogonales al campo en un pun
específico. Se puede apreciar a su vez que el potencial eléctrico vari
inversamente proporcional a la distancia, de manera que la diferencia d
potencial se mantendrá a lo largo del campo eléctrico (este cambia solo e
relación con la distancia respecto a la carga), por lo tanto de un punt cualquiera a otro habrá la misma diferencia de potencial.
Basados en la ley de Gauss, se puede decir que para poder obtener u
campo eléctrico es necesario que las cargas puntuales estén dentro de espacio a analizar, ya que lo más probable es que su campo sea igual 0,aunque esto necesariamente no indique que no hay cargas eléctricas. You're Reading a Preview
5. REFERENCIA
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Download With Free Trial Sears F., Zemansky M., Young H. y Freedman R. Física Universitaria co Física Moderna. Volumen I. Editorial Pearson-Addison Wesley (2005).
Serway R. y Jewett J. Física. Volumen II. Editorial Thomson (2005).
http://phet.colorado.edu/sims/charges-and-fields/charges-and-fields_es.htm Sign up to vote on this title
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http://phet.colorado.edu/sims/electric-hockey/electric-hockey_es.jnlp
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