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Tipo: Apuntes
1 / 16
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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
La definición más intuitiva acerca del campo eléctrico se la puede estudiar mediante la ley
de Coulomb.
Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica
puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica que se define como la relación
entre la Fuerza eléctrica que experimenta una carga testigo y el valor de la carga testigo
(una carga testigo positiva).
La definición más intuitiva acerca del campo eléctrico se puede estudiar mediante la ley de
Coulomb.
Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como en campos
magnéticos variables. Las primeras descripciones de los fenómenos eléctricos, como la ley
de Coulomb, sólo tenían en cuenta las cargas eléctricas, pero las investigaciones de
Michael Faraday y los estudios posteriores de James Clerk Maxwell permitieron establecer
las leyes completas en las que también se tiene en cuenta la variación del campo
magnético. La idea de campo eléctrico fue propuesta por Faraday al demostrar el principio
de inducción electromagnética en el año 1832.
La intensidad de campo eléctrico en un punto se define como la fuerza que actúa sobre la
unidad de carga situada en el. Si E es la intensidad de campo, sobre una carga Q actuara
una fuerza
2
En un punto, es el trabajo que debe realizar una carga para mover una carga positiva “q”
desde la referencia hasta ese punto, dividido por unidad de carga de prueba. Es decir, es
el trabajo que realiza una fuerza externa para atraer una carga unitaria “q” desde la
referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica
Considerando una carga puntual de prueba positiva, para tal carga de prueba localizada a
una distancia “r” de una carga “q”, la energía potencial electrostática mutua, de manera
equivalente, el potencial eléctrico es:
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.
distancia de separación en (m)
Potencial
eléctrico en
(V)
𝑚 = 𝑘𝑞
𝑒𝑥𝑝
− 8
𝑒𝑥𝑝
− 8
9
𝟐 ( 𝟏)
𝒎
𝒎
𝟏 ⁄ 𝟎. 𝟐𝟖
Tabla de Campo eléctrico (V/m) vs Z (1/r^2)
y = 722.7x
R² = 1
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Z en (1/r^2)
Campo
eléctrico
en
(V/m)
El trabajo que se hizo anteriormente corresponde a datos experimentales, por lo que para
obtener el error experimental se necesita tomar el dato teórico de la constante de Coulomb,
el cual es de 9 × 10 9
𝑉𝑚
𝐶
Se prosigue a calcular el calor experimental de la constante eléctrica
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒o𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒o𝑟𝑖𝑐𝑜
2
2
2
9
2
𝟏
𝒎
𝟏 ⁄ 𝟎. 𝟐𝟖 4900
Causas que provocan error en el experimento
Durante la experimentación se realizaron errores, los
cuales anteriormente se pudieron comprobar de forma
cuantitativa, con ayuda del error experimental. Lo que hace el
error experimental comparar el valor del parámetro
determinado experimentalmente, con el valor del parámetro
calculado teóricamente.
La mala calibración de los instrumentos de conteo en nuestro
sistema, como el voltímetro electrostático pudo afectar en las
mediciones de nuestra experimentación.
Por otro lado, la experimentación también se pudo ver afectada
por un error de medición omejor conocido como un error de
escala, aquí lo que pudo afectar es la mala medición o mal
registro de los datos medidos durante la experimentación, con
esto me refiero, a un error a la hora de medir la distancia de
separación (r).
En base a lo anterior se concluye que el error experimental
depende principalmente por unerror de medición, debido a que
la magnitud de la distancia de separación fue medida conuna
cinta métrica, por lo que el error experimental al ser tan
pequeño, se concluye que fuepor un error de escala.
Datos usados
Pendie
nte
(m)
Consta
nte
(b)
Coeficie
ntede
correlac
ión
(r)
Mo
del
ode
la
Ley
Físi
ca
Ley
Física
experime
ntal
Magnitud
de la
constante
eléctrica
“k”
Error
experimental
V, r -
117
73
83
20
0.9690 / / / /
Transformaci
ón
V, 1/r
22
23
43
𝑌
=
𝑚𝑥
𝑉
= 711.72 [𝑉𝑚]
1 ⁄ 𝑟
𝑚
𝑘 𝑒𝑥𝑝 = 𝑞
𝑘 𝑒𝑥𝑝
=
× 10 9
𝑉𝑚
𝐶
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙
𝑘
= 0.
La intensidad del campo eléctrico en un punto depende de la carga q que lo
genera, la distancia entre dicha carga y dicho punto y el medio en el que se
encuentren. Cuanto mayor es la distancia entre la carga y el punto donde se
mida, la intensidad del campo eléctrico será menor.
campo eléctrico utilizando las condiciones estáticas del péndulo, observadas en
(¿P1?6.) del procedimiento? El campo eléctrico está relacionado con la tensión,
cuya unidad es el voltio (V). Se genera por la presencia de cargas eléctricas y
se mide en voltios por metro (V/m).
mencionadas en el punto anterior. Multímetro: Emplea en su funcionamiento los
parámetros del amperímetro, voltímetro y ohmímetro. De acuerdo con el tipo de
corriente se pueden seleccionar sus funciones, y los hay de tipo digital o
analógico.
mide el tiempo que tarda en caer, el ángulo inicial y la masa de la esferita. ¿Se
podrá determinar el ritmo de pérdida de carga del sistema péndulo-esfera
hueca? De ser posible determínelo. No es posible determinarlo.
en la cuba electrostática? Explique su respuesta. Son las líneas que indican la
trayectoria de la carga positiva en dado caso de que se les abandoné, son las
líneas que salen de las cargas positivas y llegan a las negativas.
libres de moverse si están bajo un campo eléctrico externo.
realizan los puntos (P2.2. y P2.3.) del experimento El aserrín se vuelve de formal
radial, o sea que forma un círculo en torno al generador. Entra mayor intensidad
del campo, el aserrín forma menos líneas, pero más definidas, y con menor
intensidad es lo contrario, forma más líneas, pero menos definidas.
limadura de Fierro en lugar de aserrín En el caso del agua se sigue comportando
igual el aserrín, así que no hay ninguna diferencia. En el otro caso, la limadura
de hierro se concentra en el origen del campo eléctrico.
observado en el sistema sonda – voltímetro antes de pasar la flama?, y
¿Después de pasar la flama cerca de la sonda? R1 = La flama se mantiene
constante ya que sigue conservando su carga y energía. Y no hay una carga
mayor que o positiva que la afecte para que reduzca su flama. R2 = Se debe a
que la sonda es un conductor en equilibrio estático, en el que las cargas
adicionales en el conductor terminan en su superficie exterior,
independientemente de su origen. En el que llevamos una carga positiva externa
al interior de la cavidad de un metal que es en este caso la sonda y luego toca
la superficie interior. Inicialmente, la superficie interior de la cavidad está cargada
negativamente y la superficie exterior del conductor está cargada positivamente.
Cuando tocamos la superficie interior de la cavidad, la carga inducida se
neutraliza, dejando la superficie exterior y todo el metal cargado con una carga
neta positiva. Provocando que al pasar la vela entre la sonda está reduzca su
potencia y energía. Ya que la sonda contiene más carga y energía que la vela.
que había aparecido en esta? Se debe a que la sonda es un conductor en
equilibrio estático, en el que las cargas adicionales en el conductor terminan en
su superficie exterior, independientemente de su origen. En el que llevamos una
carga positiva externa al interior de la cavidad de un metal que es en este caso
la sonda y luego toca la superficie interior. Inicialmente, la superficie interior de
la cavidad está cargada negativamente y la superficie exterior del conductor está
cargada positivamente. Cuando tocamos la superficie interior de la cavidad, la
carga inducida se neutraliza, dejando la superficie exterior y todo el metal
cargado con una carga neta positiva. Provocando que al pasar la vela entre la
sonda está reduzca su potencia y energía. Ya que la sonda contiene más carga
y energía que la vela.
procedimiento, ¿Influye el tamaño de la esferita metálica de la sonda en los
valores obtenidos? Argumente su respuesta. R = Sí, si influye el tamaño, ya que
el tamaño define la cantidad de carga positiva externa que se va a llevar al
interior de la cavidad de la sonda y posteriormente va a tocar la superficie
En base a la situación que estamos viviendo por la pandemia, a
mi punto de ver, esque lógicamente sería lo más optimo que
hiciéramos la practica en el laboratorio de manera práctica,
utilizando los equipos adecuados para la práctica, todo esto con
el fin de reducir el error experimental que se pueda llegar a
tener. Con el fin de tener mayor precisión y comprensión en lo
que se está realizando.
Laboratorio de Física (Física Experimental). Ciudad de
México: Unidad Profesional Interdisciplinaria de
Ingeniería y Ciencias Sociales y Administrativas.
Saunders College Publishers, 3rd edition.
Electroestático. 2021, septiembre 1
