Laboratorio 1- Regiones Equipotenciales DE UN Campo Eléctrico PDF

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REGIONES EQUIPOTENCIALES DE UNCAMPO ELÉCTRICOIntegrantes: Diana Rodríguez (4- 814 -1837), José de León(4- 817 -231), Cristhian Rodríguez (4-812- 1028 ).Facultad de Ingeniería CivilCarrera de Ingeniería Civil.Grupo: 2ICFecha: 17 de abril del 2021Resumen: En este primer laboratorio estaremos abordando...

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REGIONES EQUIPOTENCIALES DE UN CAMPO ELÉCTRICO Integrantes: Diana Rodríguez (4-814-1837), José de León (4-817-231), Cristhian Rodríguez (4-812-1028). Facultad de Ingeniería Civil Carrera de Ingeniería Civil. Grupo: 2IC122 Fecha: 17 de abril del 2021 Resumen: En este primer laboratorio estaremos abordando el tema “regiones equipotenciales de un campo eléctrico”. En el cual tenemos dos objetivos muy importantes el cual es comprobar la existencia del campo eléctrico, al igual que determinar y representar las líneas equipotenciales para una configuración de cargas eléctricas. Para hacer posible el buen desarrollo de este laboratorio estaremos usando un simulador de PHET para cargas y campos, en el que nos permite modelar diferentes tipos de cargas como estas: puntual positiva, puntual negativa, puntual positiva a una distancia de la puntual negativa, puntual a una distancia de la línea de carga, Una línea de carga positiva a una distancia de una línea de carga negativa. De estas cargas mencionadas anteriormente las estaremos modelando cada una y estaremos conociendo sus voltajes, sus regiones equipotenciales, líneas de fuerzas, dirección de sus campos eléctricos, entre otros conceptos básicos y necesarios para el buen desarrollo de este laboratorio cumpliendo sus objetivos.

Palabras Claves: región equipotencial, campo eléctrico, cargas puntuales, voltaje; línea de carga, líneas de campo eléctrico, líneas equipotenciales, potencial.

1. Introducción:

El laboratorio realizado nos ayudara a conocer la relación entre las direcciones de las líneas o regiones equipotenciales y la dirección de la mayor diferencia de potencial mayormente conocida como voltaje. Nos ayudara a conocer las propiedades de las líneas de campo eléctrico y más aún a saber cómo se encuentra distribuido el potencial eléctrico en la región comprendida, por medio del simulador que nos

ayudara más ampliamente a la comprensión de las cargas y su distribución además en esta experiencia determinaremos y analizaremos las líneas de campo eléctrico generadas alrededor de un electrodos mediante el trazo de las líneas equipotenciales en las cuales el potencial de campo en cada línea es constante.

2. Materiales y métodos:

En esta experiencia utilizamos materiales tecnológicos para la

observación de las 5 cargas y su campo eléctrico. Utilizamos el simulador virtual PHET, el cual nos permitía mediante un medidor de voltaje calcular el valor de las distintas cargas en múltiples puntos del campo eléctrico. También, por medio de flechas pudimos ver hacían donde se dirigía el valor de las cargas. Procedimiento: Con el uso del simulador PHET para Cargas y campos • Realice la simulación con las siguientes configuraciones: o Carga puntual positiva o Carga puntual negativa o Carga puntual positiva a una distancia de carga puntual negativa. o Carga puntual a una distancia de la línea de carga. o Una línea de carga positiva a una distancia de una línea de carga negativa. (ubicadas como rectas paralelas). Nota: para realizar la línea de carga debes colocar varias cargas puntuales alineadas. • Con el medidor de voltaje del simulador, encuentra puntos donde el voltaje sean iguales (Igual potencial) cinco valores diferentes. Uniendo estos puntos se obtendrá una línea equipotencial que en el espacio es una superficie equipotencial. Dibuja estas líneas sobre el dibujo de la simulación

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Con el terminal explorador del simulador (sensores) busca como cambia el valor del campo eléctrico para cinco puntos diferentes.

3. Resultados y discusión: Análisis de la experiencia •

¿Qué representa una región equipotencial? R/ La región equipotencial representa el espacio de la carga donde su potencia o voltaje es constante o muy similar.

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¿Qué relación existe entre una región equipotencial y las líneas de fuerza de un mismo campo eléctrico? R/ La relación que existe es que mientras una partícula cargada se mueve perpendicularmente a las líneas de fuerza del campo, este siempre estará dentro de una superficie equipotencial.

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Explique porque las líneas de fuerza son perpendiculares a las líneas equipotenciales. R/ Las líneas de fuerza son perpendiculares a las líneas equipotenciales porque las líneas de fuerza van alejándose de la carga y las equipotenciales son un círculo que se establece donde el voltaje de las cargas es constante. Explique para cada simulación que dirección tendría el campo eléctrico y realice la evaluación con el simulador.

R/ los resultados de las simulaciones realizadas a los 5 tipos de cargas fueron los siguientes: •

Para el experimento en la carga positiva. La dirección de las flechas del campo eléctrico de la carga positiva está dirigida hacia afuera. Y podemos observar que mientras más alejado estemos de la carga, el voltaje ira disminuyendo. Tambien, los

•

Para la Carga puntual positiva a una distancia de carga puntual negativa. En esta simulación el campo eléctrico de la carga positiva tiene una dirección hacia afuera de la misma y en la carga negativa la dirección del campo eléctrico es hacia dentro de ella, se puede observar que a la carga negativa a su vez atrae el campo eléctrico de la carga positiva ya que esta lo expulsa.

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Para una Carga puntual a una distancia de la línea de carga. La dirección del campo va de adentro hacia fuera lo cual indica que es positiva, y que las líneas equipotenciales forman circunferencias a través del punto donde está distribuida la carga, además esta alado de la línea de carga

sensores nos terminan de confirmar la dirección que toma la carga

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Para la carga puntual negativa. Notamos que la dirección del campo va de afuera hacia dentro lo cual indica que es negativo, y que las líneas equipotenciales forman circunferencias a través del punto donde está distribuida la carga. En el montaje de los cinco círculos concéntricos, notamos que la diferencia de potencial es mayor a medida que nos alejamos del circulo cargado negativamente.

lo cual no influye en la dirección, sino que el campo le da la dirección de su carga, que en este caso es positiva.

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Para una línea de carga positiva a una distancia de una línea de carga negativa. (ubicadas como rectas paralelas). En esta simulación la recta de cargas positivas su dirección del campo eléctrico es hacia afuera de ella, y la dirección del campo eléctrico de las cargas negativas es hacia dentro de ellas las cuales atraen también las de las cargas positiva.

dirección de las cargas dependerá, si son positivas o negativas y cuando trabajamos con estas dos cargas juntas, ellas se atraen mutuamente, pero esto sucede por su particular ley de atracción. Se comprobó las diferentes direcciones que tienen los Campos eléctrico en las diferentes cargas, pero sin embargo estos tienen una dirección fija que siempre cumplen, la cuál es que en las cargas positivas la dirección del campo eléctrico va hacia fuera y en las cargas eléctricas la dirección del campo eléctrico va hacia adentro (atrae).

5. Recomendaciones: Para hacer este laboratorio, solamente debemos seguir la guía dada por la profesora en clases ya que es bastante sencillo de efectuar, además el simulador es muy sencillo de utilizar y práctico a la hora de buscar los elementos necesarios para el desarrollo del laboratorio, otro cosa que podría ayudar a la realización del trabajo es un video guía que podemos encontrar ya sea en YouTube o en cualquier otra plataforma en línea que puede beneficiar la comprensión del laboratorio hasta mucho antes de su realización. Ver detenidamente las diferentes direcciones de los campos eléctricos las cuales pueden ser confusas.

4. Conclusión:

Al culminar este laboratorio, comprobamos que, en una región equipotencial, el valor del voltaje será constante, en cualquier punto de esta región. La

6. Referencias bibliográficas: Simulador: https://phet.colorado.edu/es/simul ation/charges-and-fields http://www2.montes.upm.es/dptos/ digfa/cfisica/electro/campo_electr. html#:~:text=Las%20l%C3%ADne as%20de%20campo%20creadas,l %C3%ADnea%20en%20cualquier %20punto%20considerado https://es.m.wikipedia.org/wiki/Sup erficie_equipotencial#:~:text=Una %20superficie%20equipotencial% 20es%20el,empleando%20la%20 ecuaci%C3%B3n%20de%20Poiss on...