Integrantes: Aristega Angulo Laurent Adnelia Bazurto Litardo Michelle Joselin Navarrete Carpio Iván Andrés Pichardo Ordoñez Steven Harlyn
Profesor: Ing. José Gerardo Sacarelo Meléndez Fecha de entrega: Viernes, 11 de noviembre del 2011. Paralelo: 15
OBJETIVOS a) Demostrar que en interior de un conductor el campo eléctrico es nulo. b) Observar para las diferentes distribuciones de carga las correspondientes líneas de campo eléctrico. c) Determinar para diferentes carga las correspondientes superficies equipotenciales. d) Verificar que las superficies equipotenciales son perpendiculares a las líneas de campo eléctrico.
RESUMEN En la práctica del lunes 28 de octubre en el laboratorio realizamos la práctica de campo y potencial eléctrico, nos dimos cuenta que al medir desde distintas referencias y distribuciones de cargas, usando el retroproyector mediantes el uso de una sustancia que cubrió las electrodos, a los cuales se les trasmitirá carga de signos contrarios, una fuente de diferencia de voltaje con la que se “obtuvo” las formas de las distribuciones de carga dándonos a conocer donde el campo es más
intenso, para demostrar el primer objetivo que es demostrar que en interior de un conductor el campo eléctrico es nulo utilizamos el electroscopio dentro y fuera de una jaula metálica, además analizamos las superficies equipotenciales usando un medidor de voltaje para obtener datos.
MARCO TEÓRICO CAMPO ELECTRICO Es aquel que existe en un espacio a causa de cualquier carga o grupo de cargas. Decimos, entonces, que la fuerza sobre otro objeto cargado se debe al campo eléctrico presente en el lugar. El campo eléctrico, E, de cualquier punto en el espacio, debido a una o más cargas, se define como la fuerza por unidad de carga que actuaría sobre una carga de prueba q colocada en ese punto:
⃗
⃗
[⁄]
La unidad del campo eléctrico en el SI es Newton por Culombio (N/C), Voltio por metro (V/m) o, en −3
−1
unidades básicas, kg·m·s ·A .
LÍNEAS DE CAMPO ELÉCTRICO Por medio de las líneas de campo eléctrico se representan los campos eléctricos ya que inician en cargas positivas y terminan en cargas negativas. Su dirección indica la dirección de la fuerza que habría en cada carga de prueba positiva colocada en el lugar. Las líneas se pueden trazar de tal manera que su número por unidad de área sea proporcional a la magnitud de E. El campo eléctrico estático (sin cargas en movimiento) dentro de un buen conductor es cero, y las líneas de campo eléctrico inmediatamente fuera de un conductor c argado son perpendiculares a la superficie.
POTENCIAL ELÉCTRICO El potencial eléctrico de un punto cualquiera en el espacio se define como la energía potencial eléctrica por unidad de carga. La diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos cualesquiera se define como el trabajo necesario para que una fuerza externa mueva una carga eléctrica de 1 C entre los dos puntos. La diferencia de potencial se mide en voltios (1 V = 1 J/C) y a veces se le llama voltaje. La diferencia de potencial V entre dos puntos donde existe un campo eléctrico E uniforme es:
V = Ed [V] Donde d es la distancia entre los dos puntos.
LÍNEA EQUIPOTENCIAL También llamada superficie equipotencial, está toda al mismo potencial, y es perpendicular al campo eléctrico en todos sus puntos. A continuación se muestra algunas superficies equipotenciales.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL a) Demostración de que en el interior de un conductor el campo eléctrico es nulo.
Encendimos el generador de Van de Graaff y lo acercamos al electroscopio como se muestra a
en la figura 1 .
Observamos lo que ocurrió con la aguja del electroscopio y lo registramos en e l informe.
Luego encerramos al electroscopio dentro de una jaula metálica como se indica en la figura 1b.
Observamos lo que ocurrió con la aguja del electroscopio y lo registramos en e l informe.
b) Líneas de campo eléctrico.
Colocamos sobre el retroproyector una cubeta de acrílico, dentro de la cual se vertió aceite de ricino hasta cubrir los electrodos dejando caer sobre esta capa de aceite las esferitas de plástico.
Luego se disponen dos conectores alrededor de la cubeta, en donde se ajustan dos piezas metálicas las cuales van a recibir cargas eléctricas de diferente signo como se muestra en la figura.
Eso produjo un alineamiento de las esferas de plástico, que formará las llamadas líneas de campo eléctrico.
Observamos las diferentes configuraciones (se recomienda hacer por lo menos cuatro) que se formaron y las registramos en el informe.
c) Superficies equipotenciales.
Armamos el equipo como se muestra en la figura.
Trazamos las superficies equipotenciales para cada distribución de carga. Observando el patrón de superficies equipotenciales, trazamos las correspondientes líneas de campo eléctrico y señalamos la región donde el campo eléctrico es más intenso.
RESULTADOS: Datos, tablas, figuras, gráficos, etc. a) Demostración de que en el interior de un conductor el campo eléctrico es nulo. Cuando el electroscopio es acercado al generador de Van de Graaff, la aguja del electroscopio se movía, y esta, apuntaba en dirección del generador, mientras alejábamos el electroscopio del generador la aguja del mismo tendía a volver a su posición inicial.
El electroscopio al ser cubierto por la jaula metálica, se podía observar que la aguja del electroscopio no se movía de su posición inicial, a pesar del campo producido por el generador.
b) Líneas de campo eléctrico. Podemos observar en cada una de las ilustraciones que las líneas de campo se mueven según el tipo de carga que tenga, realizando así un reordenamiento acumulándose en la zonas de mayor intensidad de campo y siempre de cargas positivas a negativas.
c) Superficies equipotenciales. Se produce un campo eléctrico radial y por medio de un electrodo unido a un voltímetro se ubican puntos de igual potencial eléctrico.
DISCUSIÓN a) Demostración de que en el interior de un conductor el campo eléctrico es nulo. En esta parte de la práctica pudimos constatar que existe un reordenamiento de cargas en la aguja del electroscopio al estar presente un cuerpo cargado en este caso el generador de Van de Graaff, logrando así, que exista una fuerza de atracción entre estas cargas, y este fenómeno se logró, al observar que la aguja del electroscopio apuntaba en dirección al Generador de Van der Graaff es decir que se separaba. Luego al colocar el electroscopio dentro de la jaula metálica actuó como un conductor y dentro de esta las líneas de campo eléctrico se cancelan entre sí y donde sí se van a producir las líneas de campo serán en la superficie de la jaula donde también se produce la distribución de carga.
b) Líneas de campo eléctrico. Se observó que las líneas de campo van del lado positivo al negativo, y que en superficies donde existen “puntas” hay más presencia de líneas de campo, además, cuando a los
cuerpos se le suministra cargas de igual signo, e stas líneas se repelen. En placas paralelas, las superficies equipotenciales son paralelas a las placas, asimismo las líneas campo son perpendiculares a las placas y van de una placa a la otra en línea recta. Cabe agregar que en los extremos de las placas se pierde uniformidad en las líneas de campo debido a que las placas se empiezan a comportar como fuentes puntuales.
c) Superficies equipotenciales. En el caso de las fuentes puntuales se pudo verificar que las superficies equipotenciales son radiales a la fuente, es decir, forman círculos concéntricos con la fuente, y que en todas estas superficies el voltaje es e l mismo.
CONCLUSIONES
En un conductor cargado o electrizado, en equilibrio electrostático el campo en su interior es nulo ya que las cargas se distribuyen en su superficie.
Las líneas equipotenciales son perpendiculares al campo eléctrico porque tienen el mismo potencial.
Las líneas de campo siempre van de una carga positiva a una carga negativa.
El campo eléctrico en las puntas de un conductor electrizado es más intenso que en las regiones planas.
Las líneas de campo están más unidas en las zonas donde el mismo es más intenso.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Guía de laboratorio de física C. Revisión II (2011) http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctrico
