Experiencia N°3: Superficies Equipotenciales y Líneas de Campo Eléctrico | Monografías, Ensayos de Física

Experiencia N°3 Superficies equipotenciales y líneas de campo eléctrico

Angie Carolina Álvarez López – T00059019

Jorge Enrique Arnedo Galán – T00063680

César David Monterroza Díaz – T00060283

Daniel Estiven González Arrieta – T00060283

Carlos de Jesús Anaya Romero – T00060320

Grupo: H4 Subgrupo B

Profesor: Yony Alejandro Pastrana Caballero

Facultad de Ciencias Básicas

Universidad Tecnológica de Bolívar

Cartagena, 16 de septiembre 2021

Introducción

En esta nueva experiencia de laboratorio veremos

las superficies equipotenciales las cuales son

aquellas en las que el potencial toma un valor

constante, además de eso veremos las líneas de

campo eléctrico que son en cada punto

perpendiculares a las superficies equipotenciales y

se dirigen hacia donde el potencial está

disminuyendo, con estas nosotros los estudiantes

tendremos la capacidad de saber cómo es la

distribución espacial del potencial eléctrico y

también adquirir la capacidad de dibujar

líneas de campo eléctrico.

Objetivo general

Comprender e interpretar de manera

profunda y clara la temática de las superficies

equipotenciales y campos eléctricos,

aprender sobre sus líneas y como dibujar

gráficos por medio de diagramas de líneas

equipotenciales.

Objetivos específicos

• Dibujar líneas de campo eléctrico a

través del mapeo de líneas equipotenciales.

• Analizar las características de las

líneas equipotenciales y de las líneas de

campo eléctrico.

• Entender la relación entre potencial

eléctrico y campo eléctrico.

• Fortalecer el entendimiento de

campos eléctricos, líneas de campo y su

relación con superficies de potencial

constante.

• Utilizar este entendimiento para

determinar las propiedades de campos

eléctricos de otras distribuciones de carga en dos y

tres dimensiones.

• Trazar superficies equipotenciales.

Marco teórico

En este experimento, se determinarán las

superficies equipotenciales en el área entre dos

electrodos conectados a una fuente de voltaje.

Donde en una pequeña cantidad de corriente fluya

entre los electrodos, se crea una diferencia de

potencial entre cualquier par electrodos.

Análisis de datos

Trazado de líneas de campo eléctrico

Color

Voltaje

Coordenadas (x,y)

Azul Cielo

2,53

(-6,-6)

(0,-6.1)

Rojo

2,58

(-4,-5.9)

(6,-6.6)

Azul

2,5

(-2,-6)

Rojo Oscuro

2,51

(2,-6.1)

Morado

2,52

(4,-6.3)

Verde

3,8

(-6,-4)

(-4,-4)

(0,-3.5)

(4,3.8)

(6,-4.1)

Amarillo

3,7

(-2,-4)

Naranja

3,81

(2,-3.6)

Rosado

(-6,-2)

(-2,-2)

(2,-2)

(4,-2)

Negro

5,01

(-4,-2)

Café

5,04

(0,-2)

(6,-2.2)

Verde Oscuro

6,1

(-6,0)

(2,0)

(6,0)

Morado Claro

6,18

(-4,0)

Rojo

6,12

(-2,0)

Azul Claro

6,13

(0,0)

Café

6,08

(4,0)

Amarillo

7,04

(-6,2)

(-2,1.9)

(4,2)

(6,2)

Rosado

7,03

(-4,1.9)

(2,1.9)

Rojo Oscuro

7,05

(0,1.9)

Negro

8,22

(-6,4)

(-2,4)

(6,4.4)

Verde

8,25

(-4,3.9)

Naranja

8,28

(0,3.9)

Morado

8,2

(2,3.9)

Azul claro

8,24

(4,4)

Verde

9,06

(-6,6)

(4,6)

Rojo Oscuro

9,14

(-4,6)

Rojo

9,07

(-2,5.7)

(0,5.8)

(2,-5.9)

Amarillo

9,05

(6,6.5)

Vista previa parcial del texto

¡Descarga Experiencia N°3: Superficies Equipotenciales y Líneas de Campo Eléctrico y más Monografías, Ensayos en PDF de Física solo en Docsity!

Dibujar líneas de campo eléctrico a través del mapeo de líneas equipotenciales.
Analizar las características de las líneas equipotenciales y de las líneas de campo eléctrico.
Entender la relación entre potencial eléctrico y campo eléctrico.
Fortalecer el entendimiento de campos eléctricos, líneas de campo y su relación con superficies de potencial constante.
Utilizar este entendimiento para determinar las propiedades de campos eléctricos de otras distribuciones de carga en dos y tres dimensiones.
Trazar superficies equipotenciales. Marco teórico En este experimento, se determinarán las superficies equipotenciales en el área entre dos electrodos conectados a una fuente de voltaje. Donde en una pequeña cantidad de corriente fluya entre los electrodos, se crea una diferencia de potencial entre cualquier par electrodos. Análisis de datos Trazado de líneas de campo eléctrico Color Voltaje Coordenadas (x,y) Azul Cielo 2,53 (-6,-6) (0,-6.1) Rojo 2,58 (-4,-5.9) (6,-6.6) Azul 2,5 (-2,-6) Rojo Oscuro 2,51 (2,-6.1) Morado 2,52 (4,-6.3) Verde 3,8 (-6,-4) (-4,-4) (0,-3.5) (4,3.8) (6,-4.1) Amarillo 3,7 (-2,-4) Naranja 3,81 (2,-3.6) Rosado 5 (-6,-2) (-2,-2) (2,-2) (4,-2) Negro 5,01 (-4,-2) Café 5,04 (0,-2) (6,-2.2) Verde Oscuro 6,1 (-6,0) (2,0) (6,0) Morado Claro 6,18 (-4,0) Rojo 6,12 (-2,0) Azul Claro 6,13 (0,0) Café 6,08 (4,0) Amarillo 7,04 (-6,2) (-2,1.9) (4,2) (6,2) Rosado 7,03 (-4,1.9) (2,1.9) Rojo Oscuro 7,05 (0,1.9) Negro 8,22 (-6,4) (-2,4) (6,4.4) Verde 8,25 (-4,3.9) Naranja 8,28 (0,3.9) Morado 8,2 (2,3.9) Azul claro 8,24 (4,4) Verde 9,06 (-6,6) (4,6) Rojo Oscuro 9,14 (-4,6) Rojo 9,07 (-2,5.7) (0,5.8) (2,-5.9) Amarillo 9,05 (6,6.5)

Las líneas de fuerza no pueden cortarse ya que, en caso contrario, en el punto de intersección la fuerza que experimentaría una carga situada allí tendría dos direcciones, lo cual no es posible.
Teniendo en cuenta que cerca de una carga positiva, otra carga positiva se ve repelida, entonces se deduce que las líneas de fuerza del campo eléctrico "salen" de las cargas positivas, mientras que "mueren" en las negativas.
Las líneas de fuerza se deben dibujar simétricamente alrededor de las cargas.
Al dibujar las líneas simétricas y equiespaciadas, en las regiones donde más juntas estén las líneas el campo eléctrico será más intenso y, por el contrario, en las zonas donde estén más separadas será menos intenso.
Con un razonamiento análogo se obtiene que las líneas de fuerza llegan a las cargas negativas. Montaje Se colocará alrededor de la hoja milimetrado un marco por decir así, para usarlo como recipiente para transferirle agua y no se derrame, tomando la diferencia de potencia brindada por la fuente, se tomará una carga brindada a partir de los puntos ofrecidos en el laboratorio midiendo su potencial de carga mediante el voltímetro digital. ¿Cuáles son las características de una línea equipotencial? Las líneas equipotenciales son como las líneas de contorno de un mapa que tuviera trazada las líneas de igual altitud. En este caso la "altitud" es el potencial eléctrico o voltaje. Las líneas equipotenciales son siempre perpendiculares al campo eléctrico. En tres dimensiones esas líneas forman superficies equipotenciales. El movimiento

Angie Carolina Álvarez López – T Jorge Enrique Arnedo Galán – T César David Monterroza Díaz – T Daniel Estiven González Arrieta – T Carlos de Jesús Anaya Romero – T Grupo: H4 Subgrupo B Profesor: Yony Alejandro Pastrana Caballero Facultad de Ciencias Básicas Universidad Tecnológica de Bolívar Cartagena, 16 de septiembre 2021 electrostática, la superficie de un conductor es una superficie equipotencial. Las propiedades de las superficies equipotenciales se pueden resumir en: Las líneas de campo eléctrico son, en cada punto, perpendiculares a las superficies equipotenciales y se dirigen hacia donde el potencial disminuye. El trabajo para desplazar una carga entre dos puntos de una misma superficie equipotencial es nulo. Dos superficies equipotenciales no se pueden cortar. Si conozco el potencial en todos los puntos de un espacio, ¿hacia dónde debo dibujar la dirección del campo eléctrico en un punto específico? En general, la dependencia espacial explícita de esos campos E y V depende de la forma como espacialmente estén distribuidas las cargas. En el caso de cargas puntuales se presenta una simetría esférica, de modo que los campos E y V presentan una disminución radial en sus valores y tienden a cero a medida que nos alejamos de las cargas que producen los campos. Matemáticamente hablando, expresamos esas variaciones como: donde Q es la magnitud de la carga que genera el campo eléctrico E con su respectivo signo y es el vector unitario dirigido desde la carga hasta el punto donde se calcula el campo eléctrico E. En el caso de dos placas conductoras paralelas el campo E presenta un valor constante en la región comprendida entre las placas; pero el potencial eléctrico V es directamente proporcional a la distancia PERPENDICULAR medida en referencia a uno de los electrodos, que desde el punto de vista experimental generalmente es tomada en un circuito desde el punto de potencial cero o tierra. Análisis de electrodos concéntricos ∆𝑉 = 5 𝑉−→ 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 El voltaje se contrasta en la superficie equipotencial alrededor de la carga, y en todos los puntos alrededor de la carga, están a la misma distancia del centro. Se espera que esto suceda porque cada uno de estos puntos está a la misma distancia del centro, por lo que el voltaje en este espacio lineal esférico es el mismo. Análisis del campo en un punto ¿Cómo justifica la dirección del vector de campo eléctrico dibujado sobre el punto? Se puede justificar mediante una teoría la opina que, el vector de determinado campo eléctrico se encuentra dando las cargas positivas y luego entran a uno que se encuentre con carga negativa, daría lo mismo si dicho punto tiene una carga negativa, por lo tanto, si la carga es positiva el campo eléctrico

Voltaje(V) X (cm) Y (cm)

Bibliografía http://hyperphysics.phy- astr.gsu.edu/hbasees/electric/equipot.html https://fisica.ingenieria.usac.edu.gt/Docs/1er2017/ LineasCampoE.pdf

Experiencia N°3: Superficies Equipotenciales y Líneas de Campo Eléctrico, Monografías, Ensayos de Física

Documentos relacionados

Vista previa parcial del texto

¡Descarga Experiencia N°3: Superficies Equipotenciales y Líneas de Campo Eléctrico y más Monografías, Ensayos en PDF de Física solo en Docsity!

Voltaje(V) X (cm) Y (cm)