Capacitor, campo eléctrico, potencial, voltaje, líneas equipotenciales..

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Capacitor, campo eléctrico, potencial, voltaje, líneas equipotenciales.

Principio

Un campo eléctrico uniforme  es producido entre la placa cargada de un capacitor de placa. La fuerza de un campo es determinada con el medidor  de fuerza de campos  magnéticos, como una función  de la distancia de la placa  d y el voltaje U. El potencial φ  dentro del campo es medido con una punta de prueba de potencial medido.[pic 3]

Equipo

Capacitor de placa, 283X283 mm

Placa de capacitor  w. Orificio d= 55mm

Placas distanciarias, 1 set

Medidor de campo eléctrico

Punta de prueba potencial

Fuente de poder, 0...600VDC

Lámpara de viento, cartucho de butan, X2000

Cartucho de butano

Tubería de goma i.d 7mm

Multímetro digital

Cuerda de conexión, K= 100 mm, verde-amarillo

Cuerda de conexión, K= 750 mm, rojo

Cuerda de conexión, K= 750 mm, azul

Banco óptico de perfil, l= 60 cm

Base f. Opt. Banco-perfil, ajustable.

Monta diapositivas f. Opt. Pr.-banco, h = 80 mm

Monta diapositivas f. Opt. Pr.-banco, h = 30 mm

Soporte con barra de acero inoxidable, 250 mm.

Soporte con barra –PASS-, cuadrado, l = 250 mm.

Mordaza de ángulo recto –PASS-

Regla de plástico, l = 200 mm

Tareas

1. Investigar la relación entre el voltaje y la fuerza del campo eléctrico, con la distancia constante de la placa.
2. Investigar la relación entre la fuerza del campo eléctrico y el espaciamiento de la placa.
3. En el capacitor de placa, el potencial es medido con una  prueba, como una función de posición

Instalación y procedimiento

1. la instalación experimental es como se muestra abajo en fig 1. el medidor de campo eléctrico primero que todo deberá estar en cero con un voltaje de 0 V. La fuerza del campo eléctrico ahora es medida a varios voltajes y a cualquier distancia ( aprox. 10 cm)

Fig. 1ª  Equipo experimental para mediciones de campos eléctricos y magnéticos en el capacitor.

[pic 4]

Fig. 2°  Arreglo para medir el potencial en el condensador de placa en función de la posición.

[pic 5]

1. la fuerza del campo eléctrico es medida como una función de la distancia entre las 2 placas del capacitor, en un rango de aprox. 2 a 12 cm, con la instalación sin modificaciones, pero con un voltaje constante de 200 V.
2. La instalación  experimental esta mostrada abajo en la fig. 2. las placas tienen un distancia de 10 cm; el voltaje aplicado es de 250 V.
3. El potencial entre las placas es medida con la punta de prueba de potencia medida. En orden para evitar interferencia de las cargas de la superficie, el aire en la punta de prueba es ionizada, usando una flama de 3 a 5 mm de largo. La punta de prueba siempre debe ser movida paralelamente a las placas del capacitor.

Teoría y evaluación.

[pic 6]

seguida de la ecuación de Maxwell para el campo eléctrico      en el capacitor de placa.[pic 7]

Para el caso de estado estacionario en el espacio de carga libre entre las placas.

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