Lineas Equipotenciales De Campo

Resumen

Mediante este laboratorio se busca observar la variación del potencial eléctrico producido por una distribución de carga eléctrica, de igual manera se quiere hallar los puntos de igual potencial y graficarlos; depositando en una cubeta una altura aproximada de 0,5cm de agua con una pequeña cantidad de sal y colocando dos electrodos de diferente forma (anillos, laminas) colocando papel milimetrado debajo del vidrio de la cubeta moviendo la parte positiva del voltímetro buscando puntos que tengan el mismo potencial.

Palabras Claves: Potencial Eléctrico, Distribución de carga.

Abstract

With this laboratory we want to observe the electrical potential variation produced by an electric charge distribution, also find the points with the same potential and graph them; poring in a pail an average high of 0,5cm of water with a small amount of salt and putting two electrodes of different shape (rings,) into it locating milimetric paper under the glass of the pail and moving the positive part of the voltammeter to search points with the same potential.

Keywords: electrical potential, charge distribution.

Introducción

Con este laboratorio se quiere caracterizar e identificar las superficies equipotenciales teniendo en cuenta que una superficie equipotencial es el lugar geométrico de los puntos de un campo escalar en los cuales el "potencial de campo" o valor numérico de la función que representa el campo, es constante. Cuando el campo potencial se restringe a un plano, la intersección de las superficies equipotenciales con dicho plano se llama líneas equipotenciales. Estas últimas indican las trayectorias que seguirían las partículas positivas si se las abandonase libremente a la influencia de las fuerzas del campo. El campo eléctrico será un vector tangente a la línea de fuerza en cualquier punto considerado.

Una carga puntual positiva dará lugar a un mapa de líneas de fuerza radiales, pues las fuerzas eléctricas actúan siempre en la dirección de la línea que une a las cargas interactuantes, y dirigidas hacia fuera porque las cargas móviles positivas se desplazarían en ese sentido (fuerzas repulsivas). En el caso del campo debido a una carga puntual negativa el mapa de líneas de fuerza sería análogo, pero dirigidas hacia la carga central.

Potencial eléctrico

El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva q desde la referencia hasta ese punto, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica, dividido por esa carga.

Trabajo eléctrico y energía potencial eléctrica

Considérese una carga puntual q en presencia de un campo eléctrico. La carga experimentará una fuerza eléctrica.

Superficies equipotenciales

Las líneas negras muestran cuatro trayectorias a lo largo de las cuales se desplaza una carga de prueba entre superficies equipotenciales.

El lugar geométrico de los puntos de igual potencial eléctrico se denomina superficie equipotencial. Para dar una descripción general del campo eléctrico en una cierta región del espacio, se puede utilizar un conjunto de superficies equipotenciales, correspondiendo cada superficie a un valor diferente de potencial. Otra forma de cumplir tal finalidad es utilizar las líneas de fuerza y tales formas de descripción están íntimamente relacionadas.

Potencial e intensidad de campo

Conforme a la ley de Coulomb la fuerza de interacción de dos cargas eléctricas uniformes es directamente proporcional al producto de la cantidad de electricidad en estas cargas, inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas y depende del medio en el cual se hallan las cargas.

Diferencia de Potencial y Potencial Eléctrico

La fuerza de gravedad es de índole conservativa, ello significa que el trabajo que esta fuerza realiza sobr.e un objeto depende solo de las posiciones inicial y final del objeto y no de la trayectoria que conecta las dos posiciones. Por otra parte, puesto que la fuerza de gravedad es conservativa, es posible definir una función de energía potencial a la que denominamos energía potencial gravitatoria. En virtud de que la ley de la fuerza de Colulomb tiene la misma forma que la ley universal de gravitación, se deduce que la fuerza electrostática también es conservativa. Por tanto es posible definir una función de energía potencia eléctrica asociada con esta fuerza. Considérese la energía potencial imaginando una carga positiva pequeña clocada en el punto A

en un campo eléctrico uniforme de magnitud E. A medida que la carga se desplaza del punto A al punto B por influencia de la fuerza eléctrica que se ejerce sobre ella, qE, el trabajo que la fuerza eléctrica realiza sobre la carga es:

W=Fd=qEd

Donde d es la distancia entre A y B. por definición el trabajo realizado por una fuerza conservativa es igual al negativo del cambio de energía potencial, ΔU. El cambio de energía potencial eléctrica es por tanto:

ΔU= -W= -qEd

Adviértase que, si bien se puede definir la energía potencial para cualquier campo eléctrico, la ecuación anterior sólo es valida en el caso de un campo eléctrico uniforme. La diferencia de potencial entre los puntos A y B, Vb-Va, se define como el cociente del cambio de energía potencial (valor final menos valor inicial) de una carga q, que se desplaza de A a B, entre la carga. No se debe confundir la diferencia de potencial con la energía potencial. El cambio de potencial eléctrico entre dos puntos es proporcional al cambio de energía potencial eléctrica de una carga cuando la misma se desplaza entre los puntos, y vemos de la ecuación ΔU= -W= -qEd que ambas cantidades están relacionadas. Puesto que el potencial

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