Potencial Eléctrico - Nota: 9 PDF

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Informe sobre potencial electrico...

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Revista Colombiana de Física, Semestre II, Año 2015

Potencial electrico, superficies equipotenciales. Electric potencial, equipotential surfaces. Resumen La siguiente práctica de laboratorio, tiene como objetivo comprender las líneas de campo eléctrico,generadas alrededor de dos electrodos y en dos placas cargadas mediante el trazo de líneas equipontenciales, en las cuales el potencial de campo en cada línea es constante, para ello, usamos dos electrodos de diferentes formasagua destilada cloruro de sodio y una fuente de alimentación con el cual armamos uncircuito parecido con los que obtuvimos líneas equipotenciales graficadas en papel milimetrado y asi se logro satisfactoriamente ,el potencial eléctrico es una magnitud escalar, y podemos escoger un valor de referencia donde queramos, ya que lo importante es la diferencia de potencial, y asi mismo hallar correc-tamente los puntos de igual potencial y asi poder graficarlos en el papel milimitrado , que esencialmente forman parte del campo. Palabras claves: líneas equipotenciales, potencial eléctrico, campo eléctrico.

Abstract A lab next aims is to understand the electric field lines.Generated around two electrodes and two charged plates equipontenciales by stroke lines in which the potential field in each pair is constant, for it, use two electrodes of different sodium chloride and distilled formasagua power source,With which we set uncircuito resemblance to those obtuvi-mos equipotential lines plotted on graph paper, and thus was achieved successfully, the electric potential is a scalar, and we can choose a reference value where we want, since what matters is the potential difference, And also correctly find points of equal potential and be able to plot them in the milimitrado paper, which essentially form part of the field Keywords: equipotential lines, electric potential, electric field. © 2013 Revista Colombiana de Física. Todos los derechos reservados.

1. Introducción

En éste informe de laboratorio se abarcará sobre la importancia para usamos dos electrodos de diferentes formasagua destilada cloruro de sodio y una fuente de alimentación con el cual armamos uncircuito parecido con los que obtuvimos líneas equipotenciales graficadas en papel milimetrado.

Todos los objetos se encuentra cargado eléctricamente, y por este genera un campo eléctrico alrededor de el, y esta asociado a una región del espacio en donde se sientan los efectos de los objetos cargados ,El cual podemos visualizar mediante líneas imaginarias que nos indican la intensidad del campo en el espacio que rodea el objetos cargado están son las líneas equipotencialespara ello, usamos dos electrodos de diferentes formasagua destilada cloruro de sodio y una fuente de alimentación con el cual armamos uncircuito parecido con los que obtuvimos líneas equipotenciales graficadas en papel milimetrado.

Por ende tiene como objetivo es comprender las líneas del campo eléctrico, generadas alrededor de dos electrodos y en dos placas cargadas mediante el trazo de líneas equipontenciales, en las cuales el potencial de campo en cada línea es constante

Ahora bien, con el fin de comprender hablaremos primeramente del campo eléctrico. 1

 El campo eléctrico se divide en dos partes unos es el campo eléctrico escalar como por ejemplo la presión y la temperatura o puede ser vectoriales como por ejemplo la velocidad o una fuerza. El campo se genera debido que al tener una partícula cargada crea un campo eléctrico en el espacio que la rodea, si se toma un punto en dicho espacio de donde se encuentra la partícula cargada se puede observar que en dicho punto se encuentra sometido a la acción de una fuerza. El campo está definido como la fuerza por unidad de carga.Hay que afirmar que el campo siempre es constante en un punto fijo, además hay que tener en cuenta que el campo es inversamente proporcional a su radio por lo tanto la intensidad del campo depende de su posición.

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Potencial eléctrico El potencial eléctrico o potencial electrostático en un punto, es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva que desde dicho punto hasta el punto de referencia, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga positiva unitaria q desde el punto de referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica a velocidad constante. Matemáticamente se expresa por:

Energía potencial eléctrica Es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva Q desde la referencia hasta un punto ya seleccionado, dividido por unidad de carga de prueba. Esta dada por la siguiente expresión: Líneas de campo eléctrico: Las líneas de fuerza en un campo eléctrico están trazadas de modo que son, en todos sus puntos, tangentes a la dirección del campo, y su sentido positivo se considera que es el que partiendo de las cargas positivas termina en las negativas. La intensidad de un campo eléctrico creado por varias cargas se obtiene sumando vectorialmente las intensidades de los campos creados por cada carga de forma individual. [1].

Fe∗ X FeX∗cos(θ) kqcos(θ) = = =V q x2q x El potencial eléctrico sólo se puede definir para un campo estático producido por cargas que ocupan una región finita del espacio. Para cargas en movimiento debe recurrirse a los potenciales de LiénardWiechert para representar un campo electromagnético que además incorpore el efecto de retardo, ya que las perturbaciones del campo eléctrico no se pueden propagar más rápido que la velocidad de la luz. Si se considera que las cargas están fuera de dicho campo, la carga no cuenta con energía y el potencial eléctrico equivale al trabajo necesario para llevar la carga desde el exterior del campo hasta el punto considerado. La unidad del Sistema Internacional es el voltio (V). Todos los puntos de un campo eléctrico que tienen el mismo potencial forman una superficie equipotencial. Una forma alternativa de ver al potencial eléctrico es que a diferencia de la energía potencial eléctrica o electrostática, él caracteriza sólo una región del espacio sin tomar en cuenta la carga que se coloca allí. [3]

Propiedades de las líneas de campo.    

Si el campo es uniforme, son rectas paralelas e igualmente espaciadas. Cuando tienden a converger el campo es más intenso. Son perpendiculares a las superficies equipotenciales [2].

La dirección del recorrido es el mismo que el del vector en cada punto. Pueden ser cerradas, como en el campo magnético; o abiertas, como en el campo gravitatorio. No se pueden cortar. Si son salientes, el punto de donde proceden se llama fuente. Si son entrantes, se llama sumidero. 2

Por ultimo el Dipolo eléctrico.

se dispuso a una diferencia potencial no mayor a 15V conectándola enseguida a los electrodos.

Un dipolo eléctrico es un sistema de dos cargas de signo opuesto e igual magnitud cercanas entre sí. Los dipolos aparecen en cuerpos aislantes dieléctricos. A diferencia de lo que ocurre en los materiales conductores, en los aislantes los electrones no son libres. Al aplicar un campo eléctrico a un dieléctrico aislante éste se polariza dando lugar a que los dipolos eléctricos se reorienten en la dirección del campo disminuyendo la intensidad de éste. Es el caso de la molécula de agua, aunque tiene una carga total neutra (igual número de protones que de electrones), presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa, mientras que los núcleos de hidrógeno quedan desnudos, desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva. Por eso en la práctica, la molécula de agua se comporta como un dipolo. [4].

5. Se movio el explorador dentro del agua teniendo que el explorador es el extremo positivo del voltimetro, donde se observo como variaba el potencial cuando se translado del electrodo positivo al negativo. 6. Luego con el explorador se busco en la cubeta puntos que tuvieran el mismo potencial, en seguida se transladaron esos puntos al papel milimetrado que se tenia en la mesa de trabajo, todos se unieron formando asi un línea equipotencial. 7. la operación anterior se realizo con un anillo concentrico grande frente a un anillo concéntrico pequeño (valores de potenciales cogidos por cada grupo) luego se grafico y se trazo una línea continua que cortara las líneas equipotenciales obtenidas, de tal manera que el corte en los dos puntos fuera perpendicular, teniendo en cuenta que estas líneas representaban las líneas de campo eléctrico.

2. Montaje, procedimiento y tabla de datos La metodología utilizada en este laboratorio se fundamentó en la apreciación de la deducción gráficamente de las líneas del campo eléctrico. 1. Inicialmente se demostró que las líneas de fuerza del campo eléctrico de una distribución de carga son, en todos los puntos perpendiculares a las lineas equipotenciales, apuntando de mayor a menor potencial. 2. En segunda instancia se tuvo una cubeta con agua a una altura aproximada de 0.5cm, con una pequeña cantidad de sal, en la cual se encontraban dos electrodos con forma de anillo en el agua y mediante a cables se conectaron a la fuente de voltaje.

3. Conclusiones y recomendaciones Se observo correctamente la variacion del potencial electrico producido por una distribucion de carga electrica ya que el potencial eléctrico es una magnitud escalar, y podemos escoger un valor de referencia donde queramos, ya que lo importante es la diferencia de potencial (al igual que ocurre en gravitación con la energía potencial).

3. Se coloco una hoja de papel milimetrado debajo del vidrio de la cubeta, con el objetivo de que se pudiera observar clara y concretamente. 4. Posteriormente se conecto el voltimetro con el circuito, teniendo en cuenta que en la fuente de voltaje 3

Se dedujo gráficamente las líneas de campo eléctrico, Las líneas de campo son una ayuda para visualizar un campo electrostático, magnético o cualquier otro campo vectorial estático ya que esencialmente forman un mapa del campo. Se observo como variaba el potencial cuando se translado del electrodo positivo al negativo., en todos los puntos perpendiculares a las lineas equipotenciales, apuntando de mayor a menor potencial. Se comprobó que a medida que el explorador se alejaba de una carga puntual positiva el potencial eléctrico disminiua, al igual que el potencial tener el mismo valor en el espacio, todos los puntos que estaban sobre la esfera con centro en la carga, tenían el mismo potencial.

Referencias Bibliografia [1]. Galvis, P.Potencial electrico. http://pgalvisvera.wordpress.com/el-multimetro/. Consultada el 30 de Agosto de 2014.

Cibergrafia [2]. Arré, Alberto. OrozcoSuperficiecies equipotenciales. (1954-1990). Editorial Sur Libre; Buenos Aires, 1998./ Consultada el 30 de Agosto de 2014. [3]. Tomado de: http://webdelprofesor.ula.ve/nucleotrujillo/caceres/pract ica_1_simbologia_uso_instrum.pdf http Consultada el 24 de Agosto de 2014. [4]. HYPER PHYSICS.Voltimetro– El Óhmetro Tomado de: http://hyperphysics.phyastr.gsu.edu/hbasees/magnetic/movcoil.html. Consultada el 24 de Agosto de 2014.

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