Campo Electrico

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA

UNIVERSIDAD DEL ZULIA

CATEDRA: LAB. DE FISICA II

MARACAIBO 16 DE SEPTIEMBRE DE 2013

INTRODUCCIÓN

El Campo Eléctrico es el resultado de una interacción debida a una propiedad intrínseca de la materia, por lo que se estudiará la variación del campo de eléctrico y desde el punto de vista energético, se estudiará el potencial eléctrico

Todo cuerpo cargado eléctricamente modifica las propiedades del espacio que lo rodea. Para caracterizar el entorno que envuelve a un cuerpo cargado, se asocia a cada punto de él, el valor de una magnitud física denominada campo eléctrico, que va a depender de la geometría de las cargas que lo producen y de las distancia

a ellas.El estudio experimental del campo eléctrico puede realizarse mediantemediciones de líneas o superficies equipotenciales. Las mediciones permiten establecer la dependencia que adquiere el potencial eléctrico con respecto a una variable espacial.

OBJETIVOS:

Determinación de la variación del campo eléctrico y del potencial con relación a las coordenadas, obteniéndose del análisis de los datos, ecuaciones que relaciones el potencial con la distancia radial y el campo eléctrico con la distancia radial.

Obtención de la geometría de un campo eléctrico.

MARCO TEÓRICO

Para la realización de esta práctica es necesario tener en claro ciertas nociones como: campo eléctrico, líneas de fuerza, potencial eléctrico diferencia de potencial eléctrico, superficies equipotenciales y la descripción de la cuba electrolítica

CAMPO ELÉCTRICO

El campo eléctrico en un punto en el espacio se define como la fuerza eléctrica que actúa sobre una carga de prueba positiva colocada en dicho punto, dividida entre la magnitud de la carga de prueba. Una forma conveniente de visualizar los patrones de un campo eléctrico es dibujar líneas que apunten en la misma dirección que el vector de campo eléctrico en cualquier punto. Estas líneas son llamadas líneas de fuerza y se relacionan con el campo eléctrico de tal forma que su vector es tangente a dichas líneas en cualquier punto considerado. Además, el número de líneas por unidad de área a través de una superficie perpendicular a éstas es proporcional a la magnitud del campo en esa región.

En el sistema M.K.S el campo eléctrico se expresa en Newtons/Coulombs.

POTENCIAL ELÉCTRICO

Por otro lado, se encuentra el potencial eléctrico que, tomado en unpunto arbitrario en un campo eléctrico es igual al trabajo requerido por unidad de carga de prueba positiva desde el infinito hasta ese punto. También esconsiderado como una característica escalar del campo eléctrico, que esindependiente de las cargas que pueden ponerse en el mismo. A su vez, la diferencia de potencial entre cualesquiera dos puntos en un campo eléctrico se define como el cambio en la energía potencial del sistema dividida por la carga de prueba .Matematicamente se expresa como:_

SUPERFICIE EQUIPOTENCIAL

Cuando cualquier superficie está compuesta de una distribución continua de puntos que tienen el mismo potencial eléctrico es llamada superficie equipotencial. Para dar una descripción general del campo eléctrico en una cierta región del espacio, se puede utilizar un conjunto de estas superficies, correspondiendo cada una a un valor diferente de potencial. Otra forma de cumplir tal finalidad es utilizar las líneas de fuerza, estando ambas formas de descripción íntimamente relacionadas

Las superficies equipotenciales son perpendiculares a las líneas de fuerza y, por consiguiente a . Si no fuera perpendicular a la superficie equipotencial, tendría una componente en esa superficie. Entonces tendría que hacerse trabajo para mover una carga de prueba en la superficie. Ahora bien, si la superficie es equipolencia no se hace trabajo en ella, de modo que debe ser perpendicular a la superficie.

LÍNEAS DE FUERZA:

Son líneas imaginarias tangentes en todos sus puntos al campo eléctrico. Puesto que, en general, la dirección del campo varía de un punto a otro, las líneas de fuerza son generalmente curvas. Se admite que dichas líneas se originan en una carga positiva y terminan en una carga negativa. Por tanto, las líneas son continuas, salvo en sus fuentes y sumideros, es decir, las cargas positivas y negativas respectivamente.

En cualquier punto de un campo eléctrico, dicho campo sólo puede tener una dirección, un solo sentido y una misma intensidad de manera que por cada punto del campo sólo puede pasar una línea de fuerza.

En otras palabras, las líneas de fuerza no se cortan jamás. La figura 2 representa una línea de fuerza en el espacio.

Fig. 2:

Seguidamente se ilustran los campos de algunos modelos electrostáticos a través de líneas de fuerza.

DIFERENCIA DE POTENCIAL:

Para encontrar la diferencia de potencial entre dos puntos A y B en un campo eléctrico, movemos la carga de prueba q0 entre A y B, conservándola siempre en equilibrio, y medimos el trabajo WAB que debe hacer el agente que mueve la carga. La diferencia de potencial se define así:

(5)

El trabajo puede ser positivo, negativo o nulo. En estos casos, el potencial eléctrico en B será mayor, menor o igual que el potencial en A.

DESCRIPCIÓN DE LA CUBA ELECTROLÍTICA:

Para hacer la descripción nos referimos a la Fig. 8, utilizaremos una cuba de 40 cm x 5 cm en cuyo fondo se ha colocado un vidrio deslustrado, con una red milimétrica para fijar los puntos a ensayar. Como electrolito utilizaremos agua corriente y los electrodos han sido construidos de acero inoxidable para evitar ser atacados por el

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