Laborario Fisica electricidad

Problema

Describa en términos de campo eléctrico y potencial eléctrico el principio del pararrayo. Haga un esquema.

La idea básica detrás de un pararrayos es utilizar campos y potenciales eléctricos para proteger edificios y otras estructuras de las descargas eléctricas atmosféricas, más comúnmente conocidas como rayos.

La parte superior de un edificio u otra estructura es donde se encuentra el pararrayos: es una punta de metal. Esta punta modifica el campo eléctrico en sus inmediaciones, creando un gradiente de potencial que facilita la liberación de cargas eléctricas acumuladas en la atmósfera y suprime la formación de rayos. Ayuda a disipar la carga eléctrica y evitar que se acumule hasta el punto de provocar un rayo porque el campo eléctrico concentrado en la punta del pararrayos atrae los iones presentes en la atmósfera.

Pregunta 1: A partir de las líneas equipotenciales trazadas: (a) ¿Aumenta o disminuye el potencial eléctrico al acercarse al electrodo positivo?, (b) ¿Qué relación tiene el aumento o disminución del potencial eléctrico con la dirección del campo eléctrico?

1. El incremento en el potencial eléctrico se debe a la interacción entre la carga eléctrica y su distancia, como se puede apreciar en las representaciones gráficas, donde este valor crece significativamente a medida que se acerca al electrodo positivo.
2. Las líneas de campo van en dirección al menor valor del potencial eléctrico como se observa en las gráficas, La dirección de las líneas de campo va del mayor potencial eléctrico al menor.

Pregunta 2: ¿Cómo cambia la separación entre las líneas equipotenciales cuando nos desplazamos del electrodo interior al electrodo exterior en los círculos concéntricos?

Mientras nos desplazamos de un círculo concéntrico interior a otro círculo exterior, la separación entre estos círculos aumenta, evidenciado en que la distancia entre los círculos (7u a 5u) es mayor a la distancia de los círculos (5u a 3u).

Pregunta 3: (a) ¿Cómo es el espaciamiento de las líneas equipotenciales en el sistema de placas paralelas?, (b) ¿Qué significado físico tiene esto con respecto al campo eléctrico?

1. Entre las dos placas, las líneas de campo son líneas semirrectas que van de la placa con carga + a la placa con Carga -, pero en el borde existe una Curvatura en los extremos (como es el cavo con las líneas de 3u y 7V).
2. En un sistema de placas paralelas que poseen un campo eléctrico uniforme entre ellas, las líneas equipotenciales se extienden de manera paralela y se mantienen a una distancia uniforme de las placas. El potencial eléctrico entre dos líneas equipotenciales adyacentes permanece constante, lo que implica que el campo eléctrico entre ellas también es uniforme y constante.

Pregunta 4: Describa de forma clara cómo se comportan las líneas de campo eléctrico y las líneas equipotenciales cerca de los bordes del sistema de líneas paralelas. ¿Qué implica esto respecto a la magnitud del campo eléctrico?

Las líneas de campo y las líneas equipotenciales muestran comportamientos distintos. En el caso de las líneas de campo alrededor de una carga larga, se observa que se curvan hacia el interior, lo que sugiere que la intensidad del campo eléctrico es más fuerte en esas zonas. Las líneas equipotenciales, por otro lado, muestran un comportamiento opuesto: debido a la curvatura hacia el interior de las líneas de campo cerca de los bordes, esto indica que la magnitud del campo eléctrico es más alta en esas áreas. (el E es mayor).

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