Superficies Equipotenciales y Líneas de Campo Eléctrico

Laboratorio: Superficies Equipotenciales y Líneas de Campo Eléctrico

Materiales:

Batería de 1.5 V o un “power supply” de 10V

Amperímetro

Papel conductivo

Tachuelas

Tabla de Datos

Introducción

En esta actividad investigaremos ls configuraciones de campo eléctrico debido a varias distribuciones de carga. La comprensión de  las superficies equipotenciales será utilizada para  deducir conclusiones relacionadas con los campos eléctricos asociadas con dichas distribuciones. Todas las fuentes, pero especialmente las discusiones con los compañeros de laboratorio serán utilizadas en la formulación de respuestas.

Objetivos:

1.  Fortalecer el entendimiento de campos eléctricos, líneas de campo y su relación con superficies de potencial constante.

1. Utilizar este entendimiento para determinar las propiedades de campos eléctricos de otras distribuciones de carga en dos y tres dimensiones.

1. Trazar superficies equipotenciales

1. Visualizar los mapas de superficies equipotenciales  asociados con varias distribuciones de cargas simples

1. Visualizar cualitativamente patrones de campo eléctrico asociados con ciertas  distribuciones de cargas

1.  Describir la relación entre las líneas de campo eléctrico y los vectores de campo eléctrico

1. Familiarizarse con las reglas para dibujar líneas de campo eléctrico

1. Explicar el significado de  flujo de campo eléctrico y discutir la ley de Gauss.  

Pre-lab:

Antes de realizar este laboratorio usted deberá poder definir y explicar los siguientes términos:

1. Superficie equipotencial
2. Línea de campo electrico
3. Debe poder explicar el porque las líneas de campo electrico al ser trazadas deben cruzar las líneas equipotenciales a ángulos de 90˚ utilizando la siguiente igualdad   [pic 1]
4. Explicar como utilizando argumentos de simetría   relacionados con la distribución de carga pueden  ser utilizados para trazar líneas  equipotenciales y líneas de campo eléctrico.
5. La superficie de un conductor en equilibrio electroestático constituye una superficie equipotencial.
6. Conocer las reglas para dibujar líneas de campo electrico
7. Conocer la relación entre las líneas de campo electrico y el campo eléctrico

Reglas para trazar líneas equipotenciales

1. Las líneas de campo eléctrico son perpendiculares a las líneas equipotenciales y señalan  desde las regiones de potencial alto hacia las regiones de potencial bajo
2. El número de líneas de campo eléctrico asociadas con una distribución de cargas debe ser proporcional a la magnitud de la carga
3. Las líneas de campo eléctrico no pueden cruzarse

Relación entre las líneas de campo eléctrico y el campo eléctrico

1. El campo eléctrico es tangente a la línea de campo eléctrico en cada punto
2. La magnitud del campo eléctrico es grande cuando las líneas están próximas entre si y es pequeño cuando las líneas están separadas.

Procedimiento:

1. Monte el equipo según se ilustra en la Fig. 1

[pic 2]

2. Establezca una diferencia de potencial ( V = 8.0 Voltios o según sea indicado por el instructor) entre los electrodos de la configuración asignada e identifique el electrodo positivo.

Nota: a menos que se le indique lo contrario en este laboratorio trabajaremos con

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