LAB Potencial Electrico PDF

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LABORATORIO POTENICAL ELECTRICO

WILLIVAM OVALLE VILLARRAGA

LUISA PEÑUELA LUISA MORENO

RAFAEL GUZMAN

UNIVERSIDAD DEL BOSQUE FACULTAD DE CIENCIAS

FISICA ELECTRICA - QUÍMICA FARMACÉUTICA 2020

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Tabla de contenido Tablas ............................................................................................................................................ 1 Anexos ........................................................................................................................................... 1 Ilustraciones................................................................................................................................... 1 Resumen. ....................................................................................................................................... 2 Abstract.......................................................................................................................................... 2 1. Marco Teórico ........................................................................................................................... 3 A. Campo eléctrico.................................................................................................................... 3 B. Potencial Eléctrico ................................................................................................................ 4 C. RELACION (Vr y E) ............................................................................................................ 4 Objetivos De La Practica .......................................................................................................... 4 2. Materiales. ................................................................................................................................. 5 3.Resultados Y Análisis................................................................................................................. 5 A Set Of Point Charges ............................................................................................................. 5 Potential from a Ring of Charge ............................................................................................... 8 A Point Charge and a Charged Shell....................................................................................... 10 4.Conclusiones............................................................................................................................. 11

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Tablas Tabla 1 Resultados energia potencial de cargas puntuales ............................................................ 7 Tabla 2 Resultados Potencial en su respectivo caso de anillo ...................................................... 9 Tabla 3 Resultados Region .......................................................................................................... 10

Anexos Anexo 1 Cálculos Teóricos Cargas puntuales ............................................................................... 7 Anexo 2 Cálculos teóricos anillo ................................................................................................... 9

Ilustraciones Ilustración 1 Software Physics potencial eléctrico ....................................................................... 5 Ilustración 2 Diagrama de cargas puntuales .................................................................................. 6 Ilustración 3 Caso 1 Anillo ............................................................................................................ 8 Ilustración 4 Anillo Completo ....................................................................................................... 8 Ilustración 5 Diagrama de charged Shell..................................................................................... 10

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Resumen. El siguiente informe de laboratorio se base en que todo cuerpo cargado eléctricamente genera un campo eléctrico en el espacio, si una carga se ubica en este campo experimentará una fuerza en la misma dirección de las líneas de campo asociadas. Por convención las líneas de campo eléctrico en un punto apuntan en la misma dirección que la fuerza que ejercen sobre una carga positiva, es decir de (+) a (-). Como el campo eléctrico es un campo conservativo existe un potencial asociado a este, el cual se define como el trabajo necesario para mover una carga desde un punto dado a un punto de referencia.

Abstract. The following laboratory report is based on the fact that the entire electrically charged body generates an electric field in space, if a charge is located in this field it will experience a force in the same direction of the associated field lines. By convention the electric field lines at a point point in the same direction as the positive force they exert on a charge, that is from (+) to (-). As the electric field is a conservative field, there is a potential associated with it, which is defined as the work necessary to move a charge from a given point to a reference point.

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1. Marco Teórico En este informe se van a exponer algunos conceptos que posteriormente servirá para explicar los fenómenos presentados en cada una de las situaciones encontradas en el software interactivo.

A. Campo eléctrico E, en un punto del espacio se define como la fuerza eléctrica F que actúan sobre una carga de prueba positiva qo colocada en ese punto, dividida entre la magnitud de la carga de prueba

Si una carga de prueba qo, se coloca a una distancia r de una carga puntual q, La magnitud de la fuerza que actúa sobre aquella está dada por la ley de Coulomb. La magnitud del campo eléctrico en el punto donde se localiza la carga de prueba debe ser:

La dirección E es la misma que la de F; en la línea que une a q y qo, y señala hacia q, si ésta es negativa y en dirección contraria si ésta es positiva.

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B. Potencial Eléctrico La fuerza electrostática es conservativa, por lo que se puede calcular el cambio de energía potencial cuando la carga qo pasa de un punto “a” a otro “b” de un campo eléctrico. El cambio de energía potencial es igual al trabajo en contra del campo eléctrico producido por q cuando qo se mueve de “a” a “b”.

El potencial eléctrico en un punto cualquiera situado a una distancia r de una carga puntual q es:

C. RELACION (Vr y E) La magnitud E del campo eléctrico se relaciona con el potencial eléctrico así:

Objetivos De La Practica

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2. Materiales. Para la elaboración de esta simulación de laboratorio, necesitaremos lo siguiente:

o

Un computador con buena conexión a internet

o

El software physics para simulación de potencial eléctrico, ver ilustración 1

Ilustración 1 Software Physics potencial eléctrico

3.Resultados Y Análisis A Set Of Point Charges En la siguiente ilustración, ver ilustración 2 .Se colocan 4 cargas de igual magnitud en las esquinas de un cuadrado que mide L . Cada lado y cada cuadro a ellos decir,4 metros en donde cada cuadrado equivale aumento hay dos cargas positivas Q representado de color rojo y hay dos cargas negativas - Q en las otras dos esquinas representadas de color azul.

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Ilustración 2 Diagrama de cargas puntuales

La siguiente tabla, ver tabla 1 se tienen en cuenta las 6(seis) interacciones del conjunto de las cargas puntuales para allá energía potencial se basa en las ecuaciones mencionadas en el marco teórico.

Q (C)

Q (C)

L (m)

V(J)

1,602 ∗ 10−19

1,602 ∗ 10−19

4

−5,77 ∗ 10−29

1,602 ∗ 10−19

1,602 ∗ 10−19

4

−5,77 ∗ 10−29

1,602 ∗ 10−19

1,602 ∗ 10−19

√32

4,08 ∗ 10−29

1,602 ∗ 10−19

1,602 ∗ 10−19

4

−5,77 ∗ 10−29

1,602 ∗ 10−19

1,602 ∗ 10−19

4

−5,77 ∗ 10−29

1,602 ∗ 10−19

1,602 ∗ 10−19

√32

4,08 ∗ 10−29

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−1.49 ∗ 10−29

Energía Potencial Total (j)

Tabla 1 Resultados energia potencial de cargas puntuales

La energía potencial presenta un valor negativo indica Qué es negativa al momento increíble incrementar la distancia Por lo cual se traduce a incrementar energía potencial debido a que la fuerza tendrá que mover el trabajo hace menos distancia para disminuir la energía potencial ¿Cuánto trabajo se requirió para ensamblar este conjunto de cargos en esta configuración?"No se necesita ningún trabajo para poner a cargo 1.Llevar la carga 2 requiere un trabajo negativo, porque tenemos que retenerlo ya que se siente atraído por la carga 1.Llevar la carga 3 requiere muy poco trabajo, ya que ya hay una carga + allí y una carga, y el trabajo realizado también es negativo porque termina más cerca de la carga negativa.Llevar la cuarta carga también requiere un trabajo negativo porque hay dos cargas positivas y una carga negativa, por lo que en general se siente atraído por ellas.

Anexo 1 Cálculos Teóricos Cargas puntuales

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Potential from a Ring of Charge

Ilustración 3 Caso 1 Anillo

Ilustración 4 Anillo Completo

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Anexo 2 Cálculos teóricos anillo

Tabla 2 Resultados Potencial en su respectivo caso de anillo

El potencial es un escalar, por lo que todo lo que importa para el potencial es que en ambos casos la carga está a la misma distancia (x2 + a2) 1/2 del punto. En ambos casos, entonces, el potencial viene dado por: V (x) = kQ / (x2 + a2) ½

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A Point Charge and a Charged Shell

Ilustración 5 Diagrama de charged Shell

REGION

PUNTO DE

CONDUCTOR

CONUDCOTR

POTENCIAL

CARGA

INTERNO

EXTERNO

ELECTRICO NETO

r>b

-3kQ/r

+3kQ/r

-kQ/r

-kQ/r

a...