Practica 2

Resumen

Un campo eléctrico es una región que se alterada por la presencia de una carga eléctrica, alterando sus propiedades y describe las fuerzas que se ejercen entre diferentes cuerpos (con misma carga u opuesta). El potencial electrostático es el trabajo realizado sobre un punto de un cuerpo por el campo eléctrico que desplazara un objeto de un punto a otro. El trabajo puede ser de atracción o repulsión dependiendo de la carga de los cuerpos, así mismo el potencial electrostático varía dependiendo de la cantidad de carga de los cuerpos. Y cuando estas fuerzas se ven reflejadas en una superficie con partículas conductoras (aceite y aserrín) así se puede observar su comportamiento y características de la forma en que el potencial electrostático se traslada de un cuerpo a otro, siempre van del cuerpo con carga positiva al cuerpo con carga negativa y sus caminos son de la forma más lineal posible.

Integrantes: Díaz A, Galicia L, Holguín J, Lara V.

Palabras clave

Campo eléctrico: Se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor sufre los efectos de una fuerza eléctrica

Potencial electrostático: Es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva q desde dicho punto hasta el punto de referencia,1 dividido por unidad de carga de prueba

Voltaje: Es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos

Carga Eléctrica: Es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas.

Fuerzas de atracción: Es la interacción entre dos cuerpos de cierta masa

Introducción

Esta práctica la desarrollamos para lograr detectar la existencia del campo eléctrico y potencial electrostático, determinar la relación entre el potencial electrostático y la distancia al centro de la configuración de carga, la relación entre la magnitud de la intensidad del campo eléctrico en un punto y la distancia de este punto al centro de la configuración. Para entender de manera correcta lo que sucedió en el transcurso debíamos tener nociones previas de lo que es el campo eléctrico y potencial electrostático.

Campo eléctrico

El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación:

La presencia de carga eléctrica en una región del espacio modifica las características de dicho espacio dando lugar a un campo eléctrico. Así pues, podemos considerar un campo eléctrico como una región del espacio cuyas propiedades han sido modificadas por la presencia de una carga eléctrica, de tal modo que al introducir en dicho campo eléctrico una nueva carga eléctrica, ésta experimentará una fuerza.

El campo eléctrico se representa matemáticamente mediante el vector campo eléctrico, definido como el cociente entre la fuerza eléctrica que experimenta una carga testigo y el valor de esa carga testigo (una carga testigo positiva).

La definición más intuitiva del campo eléctrico se la puede dar mediante la ley de Coulomb. Esta ley, una vez generalizada, permite expresar el campo entre distribuciones de carga en reposo relativo.

Debe tenerse presente de todas maneras que desde el punto de vista relativista, la definición de campo eléctrico es relativa y no absoluta, ya que observadores en movimiento relativo entre sí medirán campos eléctricos o "partes eléctricas" del campo electromagnético diferentes, por lo que el campo eléctrico medido dependerá del sistema de referencia escogido.

El campo eléctrico existe cuando existe una carga y representa el vínculo entre ésta y otra carga al momento de determinar la interacción entre ambas y las fuerzas ejercidas. Tiene carácter vectorial (campo vectorial) y se representa por medio de líneas de campo. Si la carga es positiva, el campo eléctrico es radial y saliente a dicha carga. Si es negativa es radial y entrante.

La unidad con la que se mide es: Newton/Coulomb=(N/C) .

La letra con la que se representa el campo eléctrico es la E. .

Al existir una carga sabemos que hay un campo eléctrico entrante o saliente de la misma, pero éste es comprobable únicamente al incluir una segunda carga (denominada carga de prueba) y medir la existencia de una fuerza sobre esta segunda carga.

La diferencia de potencial (V) en términos prácticos se conoce como voltaje y es medido mediante un voltímetro, y la relación entre la magnitud de E y V es una relación directamente proporcional. Esta función se define en términos del trabajo realizado al desplazar una carga pequeña y positiva dentro de un campo eléctrico

Potencial electrostático

El potencial eléctrico o potencial electrostático en un punto, es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva q desde dicho punto hasta el punto de referencia dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga positiva unitaria q desde el punto de referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica a velocidad constante. Matemáticamente se expresa por:

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

Esta fuerza realizará un trabajo para trasladar la carga de un punto A a otro B, de tal forma que para producir un pequeño desplazamiento la fuerza eléctrica hará un trabajo diferencial expresado como:

Por lo tanto, integrando la expresión se obtiene el trabajo total realizado por el campo eléctrico:

Equipo y Material

1 Generador electrostático

1 Voltímetro electrostático

1 Esfera hueca conductora

1 Sonda eléctrica con cable

1 Péndulo electrostático

1 Electroscopio

1 Vela

1 Cuba electrostática

4 Cables caimán-caimán (1 m)

4 Cables banana-caimán (1 m)

Desarrollo Experimental

Primera parte: Detección del campo eléctrico indirectamente.

a) Se conectó la esfera hueca a la terminal positiva del generador electrostático a través

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