El comportamiento de líneas de campo para diferentes superficies equipotenciales

1. OBJETIVOS:

Determinar el comportamiento de líneas de campo para diferentes superficies equipotenciales, y analizar el comportamiento del voltaje en función de la distancia.

Representar gráficamente las superficies equipotenciales de varias configuraciones de carga eléctrica, la cual se encuentra dentro de una solución conductora.

Demostrar la importancia de las diferentes ubicaciones y formas de los electrodos en cada sistema y como cambia las superficies equipotenciales en cada uno de los distintos procedimientos.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO:

En esta experiencia, se hace necesario entender y clasificar algunos de los conceptos que se pusieron en práctica tales como:

Campo Eléctrico:

Es aquella región del espacio que rodea a toda la carga eléctrica donde se ponen de manifiesto las interacciones eléctricas. La intensidad de campo eléctrico se define como la fuerza resultante que actúa por cada unidad en un punto del campo.

E ⃗ Líneas de Fuerza o de Campo Eléctrico:

Las líneas de fuerza son líneas imaginarias dibujadas de tal manera que su dirección y sentido en cualquier punto es la dirección y sentido del campo eléctrico en dicho punto. Por lo tanto las líneas de campo eléctrico son tangentes en cada punto al campo eléctrico en dicho punto. Fueron ideadas por el físico inglés Michael Faraday.

Diferencia de potencial:

Es una magnitud física que impulsa a los electrones a lo largo de un conductor en un circuito cerrado. Su valor se define como el trabajo realizado por un agente externo sobre cada unidad de carga para trasladar a velocidad constante una carga de prueba “q” desde un punto inicial “A” a otro final “B” dentro del campo eléctrico. Se mide en voltios.

v=v_B-v_A=W/q

W_campo=-W_ext

Donde V es la diferencia de potencial, W es el trabajo realizado y q es la carga.

Potencial eléctrico:

Es una magnitud física escalar, definida como el trabajo realizado por un agente externo contra el campo eléctrico, por cada unidad de carga positiva, para trasladar a velocidad constante del campo.

El potencial en un punto A será:

v_A=w/q=KQ/d

〖〖□(→) v〗_B-v〗_A=KQ(1/d_B -1/d_A )

Superficies Equipotenciales:

Una superficie equipotencial es aquella en la que el potencial es constante, decir tiene el mismo valor para todos sus puntos. Debido a esto, cuando partícula se mueve a lo largo de una superficie equipotencial las fuerzas eléctricas no realizan trabajo alguno. Al igual que las líneas de campo sirven para visualizar el campo, las superficies equipotenciales son útiles para visualizar el comportamiento espacial del potencial.

3. MATERIALES:

Voltímetro

Cubeta de Vidrio:

Sulfato de cobre

Agua

Electrodos de cobre

Papel milimetrado

4. PROCEDIMIENTO:

Se colocó papel milimetrado debajo de la cubeta, para medir las coordenadas de los puntos equipotenciales.

En la cubeta se vierte el agua con sulfato de cobre que es el principal conductor de electrones de 0,5 cm aproximadamente de alto.

Se conectó el voltímetro. El borne positivo del voltímetro fue conectado al explorador.

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