Practica 1

Maestro: Cesar Cab.

Alumnos: Alexa de la Rocha,

Nicols Morgante Guandalini,

Guido Mendiburu Fernndez,

Flix Antonio Herrera Prez

Campos Elctricos

Introduccion.

En esta prctica se podr comprender, por medio de experimentacin,

cmo funcionan los campos elctricos; sabemos que es un campo de fuerzas

que se debe a la atraccin y repulsin de las cargas de elctricas. Pero es tan

complejo de visualizar que en la antigedad crearon suposiciones de la existencia

de un ter, que se deca era una materia invisible que llenaba todo espacio; pero

esta teora fue rechazada despus de algunas experimentaciones. Lo que llevo a

retroceder a la definicin de campo y sus propiedades, por ejemplo que la

intensidad del campo en cualquier punto seria proporcional a la fuerza que

experimenta una masa dada en ese punto.

Y este mismo concepto se puede aplicar a campo elctrico, al igual que

otras propiedades; que el espacio que rodea un objeto cargado se altera en

presencia de la carga, aceptando esto podemos decir que ah una existencia de

un campo elctrico en ese espacio.

Y para poder calcular un campo elctrico debemos conocer sus propiedades;

como por ejemplo que en situaciones reales en las que intervienen campos

elctricos y fuerzas encontramos carga distribuida en el espacio; as que veremos

la definicin del campo elctrico como fuerza elctrica en cada unidad de carga en

esta frmula:

Pero sabemos que la magnitud de esta dada por la ley de coulomb y la

cual se sustituye en la ecuacin anterior es:

Y as se saca una campo de elctrico de carga puntual; en la prctica este

trabajo lo realiza el Multmetro el cual es un instrumento de medicin que mide la

fuerza del campo elctrico en volts.

Ya que tengamos la fuerza del campo en distintos puntos podremos

apreciar la lnea de campo elctrico. Las cuales son rectas o curvas imaginarias

trazadas a travs de una regin del espacio, de modo tal que su tangente en

cualquier punto tenga la direccin del vector de campo elctrico en ese punto; en

este caso los puntos que colocaremos.

Estas muestran la direccin de en cada punto, y su separacin da una

idea general de la magnitud de en cada punto. El campo elctrico en cualquier

punto tiene una direccin nica, asi que solo una lnea de campo podr pasar por

cada punto dentro del campo. Lo que nos dice que las lneas de campo nunca se

cruzan.

Todo esto se comprueba en el experimento y se puede visualizar de mejor

manera, gracias a las lneas de campo. En el experimento colocaremos cargas

distintas una negativa por lo cual los vectores de campo apuntan hacia la carga y

una positiva que apuntan fuera de la carga.

Para que nos quede una imagen como esta:

Procedimiento

Lo primero en realizar para comenzar con la prctica fue armar nuestro lugar de

trabajo. Para ello colocamos un papel conductor sobre una mesa de mapeo,

sujetando el papel por medio de cinta masking. Luego con tinta de plata se

pintaron dos puntos a eleccin en el papel con cierta distancia entre ellos. Sobre

estos ltimos se clavaron cada una de las dos tachuelas.

Por ltimo, uno de los dos pares de cables banana-caimn iba conectado desde

las tachuelas hasta la fuente de poder en 8 V. Con el par restante, uno de los

cables iba conectado desde la tachuela que posea carga negativa debido a la

fuente de poder, hasta el multmetro. El cable restante se conectaba solo al

multmetro y la otra punta quedaba suelta para poder medir la diferencia de

potencial segn donde se colocaba luego.

Para determinar las lneas equipotenciales, se configur el multmetro para una

diferencia de potencial de 20 V, recordando que la diferencia de potencial de la

fuente de poder era de 8 V. Luego se busc un punto para el cual la diferencia de

potencial respecto a la tachuela negativa sea un valor menor al establecido entre

las dos tachuelas (es decir, 8 V). Se marc este punto sobre la hoja de papel por

medio de un lpiz bicolor.

A partir del primer punto se busc otros puntos cuya diferencia de potencial

respecto a la tachuela negativa sea la misma. Al tener marcados todos los puntos,

se pudo trazar una lnea continua.

De esta forma se trazaron puntos para otros valores menores que 8 V para

lograr obtener diferentes lneas equipotenciales entre las dos tachuelas. Las

diferencias de potenciales segn cada lnea equipotencial fueron:

Lnea equipotencial (LE)

Diferencia de potencial (V)

LE 1 0.5 V

LE 2 1.8 V

LE 3 2.6 V

LE 4 3.2 V

LE 5 3.4 V

LE 6 3.8 V

LE 7 4.2 V

LE 8 4.5 V

LE 9 4.8 V

LE 10 5 V

LE 11 5.2 V

LE 12 5.4 V

LE 13 5.8 V

LE 14 6 V

LE 15 7 V

Una vez finalizado lo anterior, se seleccion una de las lneas equipotenciales,

es decir aquella de diferencia de potencial igual a 5.4 V, y se eligi un punto

cualquiera que pasara sobre sta. Alrededor del punto se dibuj un crculo y se

marcaron 10 diferentes puntos sobre ste para medir su diferencia de potencial.

Anlisis

Como se puede observar una vez obtenidas diferentes lneas equipotenciales

entre las dos tachuelas, estas lneas a simple vista en el papel conductor se ven

en forma de crculos cuanto ms cerca estn de las tachuelas y luego en forma de

parbola hasta llegar a una recta que separa ambas tachuelas. De todas formas

es un slo parecer ya que son lneas cerradas y por lo tanto hasta la lnea

equipotencial que se ve como recta tambin se une en alguna parte con su otra

punta. A medida que se alejan las lneas equipotenciales de la tachuela con carga

negativa, la diferencia de potencial aumenta.

En el caso del crculo dibujado sobre la lnea equipotencial con diferencia de

potencial igual a 5.4 V, del lado izquierdo de la lnea a medida que se alejan los

puntos ubicados sobre el crculo, la diferencia de potencial disminuye hasta 5.1 V.

Por contrario, hacia el lado derecho aumentan hasta 5.5 V. Eso se debe a que del

lado derecho los puntos estn ms cerca de la tachuela positiva y por lo tanto

mayor diferencia de potencial, de la misma forma que del lado izquierdo se

encuentras los puntos ms cerca de la tachuela negativa y por lo tanto menor

diferencia de potencial.

Preguntas

1_ Son abiertas o cerradas las lneas equipotenciales?

Son cerradas por que las lineas equipotenciales estan en forma de crculos/valos

alrededor de los polos ya sean negativos o positivos.

2_ En qu direccin aumenta el valor del potencial elctrico medido para

cada lnea?

Aumentan de adentro hacia fuera, mientras mas lejos esten de los polos mas

aumentan.

3_ Investiga la relacin geomtrica entre las lneas equipotenciales y las

lneas de fuera del campo elctrico.

Las lneas de campo elctrico son perpendiculares a las lneas equipotenciales y sealan desde las regiones de potencial alto hacia las regiones de potencial bajo. El nmero de lneas de campo elctrico asociadas con una distribucin de cargas debe ser proporcional a la magnitud de la carga. Las lneas de campo elctrico no pueden cruzarse.

4_ Sobre el papel conductor trace las lneas de fuerza del campo elctrico.

Conclusin

En esta prctica podes apreciar que el campo mientras ms cercano este al polo

(cualquiera que sea su carga) va formando crculos pequeos, y mientras se va

alejando el circulo comienza a crecer hasta perder las forma y parecerse ms a

una parbola. De igual manera podemos notar que cuando se tienen dos polos

opuestos atrayndose, cual sea que se tome de primero, el campo como

habamos mencionado comienza desde un pequeo crculo y va agrandndose,

hasta llegar a un campo mximo (siempre cerrado) y comienza a achiquitarse

hacia el otro polo como en el dibujo. Aprendimos que las lneas del campo no

pueden cruzarse, as como las lneas del campo elctrico son perpendiculares a

las equipotenciales, todas las lneas equipotenciales son cerradas.