Informe Curvas Equipotenciales Final

7/27/2019 Informe Curvas Equipotenciales Final

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2013 UNIVERSIDAD

NACIONAL DEINGENIERAFACULTAD DE INGENIERAMECNICA

Informe:

CURVAS EQUIPOTENCIALESEstudiante:

- Corzo Matamoros, Jimmy DangeloCurso y Seccin:

- Fsica III - DCatedrtico:

- Caballero Gallego Alex Chett


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA CURVAS EQUIPOTENCIALES

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1 TABLA DE CONTENIDO2 Introduccin .......................................................................................................................................... 2

3 Objetivos ............................................................................................................................................... 3

4 Fundamento Terico ............................................................................................................................. 34.1 Superficies equipotenciales ........................................................................................................... 3

4.2 Campo Elctrico ............................................................................................................................ 5

4.3 Representacin del campo elctrico .............................................................................................. 6

4.4 Propiedades de las lneas de campo .............................................................................................. 6

4.5 Aplicacin del concepto de intensidad de campo ......................................................................... 6

4.6 Representacin del campo elctrico .............................................................................................. 7

4.7 La superposicin de los campos elctricos ................................................................................... 8

4.8 Dipolo elctrico ............................................................................................................................. 9

4.9 Potencial elctrico ......................................................................................................................... 9

4.10 Electrolisis de sulfato de cobre ................................................................................................... 10

5 Representacin del experimento ......................................................................................................... 12

5.1 Materiales .................................................................................................................................... 12

5.2 Procedimiento ............................................................................................................................. 12

6 Clculos y Resultados ......................................................................................................................... 16

6.1 Datos obtenidos ........................................................................................................................... 16

6.1.1 PuntoPunto ...................................................................................................................... 16

6.1.2 PlacaPlaca ....................................................................................................................... 16

6.1.3 AroAro ............................................................................................................................ 16

6.2 Grficas ....................................................................................................................................... 17

6.2.1 Punto - Punto ....................................................................................................................... 17

6.2.2 PlacaPlaca ....................................................................................................................... 17

6.2.3 AroAro ............................................................................................................................ 18

7 Observaciones ..................................................................................................................................... 19

8 Conclusiones ....................................................................................................................................... 19

9 Recomendaciones ............................................................................................................................... 20

10 Bibliografa ..................................................................................................................................... 21


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2 INTRODUCCINEl presente informe trata acerca del tema de curvas equipotenciales y como primer objetivo tendremos

el de graficar las diferentes curvas equipotenciales generadas alrededor de dos electrodos en una

solucin de sulfato de cobre.

As mismo, al colocar debajo de la cubeta, una hoja de papel milimetrado en el que se haya trazado un

sistema de coordenadas cartesianas, vertimos una solucin de sulfato de cobre (elemento conductor de

cargas) esperando que la altura del lquido no sobre pase un centmetro, luego pasamos a establecer un

diferencial de potencial elctrico entre los electrodos mediante una fuente de poder. Para encontrar dos

puntos equipotenciales, se tendr que colocar el puntero fijo en un punto cuyas coordenadas ser

nmeros enteros, no obstante el puntero mvil deber moverse hasta encontrar un punto donde el

galvanmetro marque cero.

Finalmente no cabe mencionar que para establecer una curva equipotencial se tendr que variar el

puntero tomando 6 puntos en cada curva, de la cual obtendremos diferentes curvas para los siguientes

casos (para dos placas paralelas, un par de aros, y dos puntos usando dos alambres como electrodo), loscuales se muestran en el informe.


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3 OBJETIVOS Demostrar la variacin de la teora impartida en el tema de curvas equipotenciales mediante eluso de grficas obtenidas en el experimento, para su posterior comparacin y anlisis.

Determinar la forma de la distribucin de las curvas equipotenciales, asimismo analizar la

relacin entre el campo elctrico y la variacin del potencial y por ultimo representar grficamente lascurvas equipotenciales de varias configuraciones de carga elctrica, la cual se encuentra dentro de lasolucin conductora de sulfato de cobre.

Demostrar en forma experimental, que las lneas o curvas equipotenciales son paralelas entre s, ya su vez perpendiculares a las lneas de campo elctrico.

Tambin mediante las grficas de las curvas equipotenciales y como consecuencia de las lneas decampo elctrico, poder identificar cuando una zona est influenciada por un campo intenso o no.

4 FUNDAMENTO TERICO4.1 SUPERFICIES EQUIPOTENCIALESUna superficie equipotencial es aquella en la que el potencial toma un valor constante, es decir tiene elmismo valor para todos sus puntos. Debido a esto, cuando una partcula se mueve a lo largo de unasuperficie equipotencial las fuerzas elctricas no realizan trabajo alguno. Al igual que las lneas de camposirven para visualizar el campo, las superficies equipotenciales son tiles para visualizar elcomportamiento espacial del potencial.

Figura 3.1: Superficies equipotenciales creadas por una carga puntual positiva (a) y otra

negativa (b)


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Ya vimos que:

De forma que V es constante si r es constante, y las superficies equipotenciales son superficies esfricas

concntricas con la esfera carga.Sabemos ya que en un campo uniforme las superficies equipotenciales son planos paralelos entre si yperpendiculares a la direccin del campo.

Figura 3.2: En las placas conductoras

como las de los condensadores, las lneasdel campo elctrico son perpendiculares a

las placas y las lneas equipotenciales sonparalelas a las placas.

En la figura anterior las lneas de campo son perpendiculares a superficies equipotenciales que se cruzan.Esto debe ocurrir siempre, porque si tuvieran una componente tangencial a una de las superficiesequipotenciales cuando una partcula cargada se moviese sobre dicha superficie la fuerza elctrica

realizara un trabajo, y por tanto no puede tener una componente tangencial a una superficie

equipotencial. En cada punto debe ser perpendicular a la correspondencia superficie equipotencial.

En un dibujo donde se mantenga igual la diferencia de potencial entre superficies equipotenciales

sucesivas, su espaciado indicara el valor de . Las superficies estarn ms juntas en las regiones donde

sea mayor, de igual manera que las curvas de nivel en un mapa indican una pendiente ms pronunciadacuando estn ms juntas. En la primera figura el espaciado entre lneas equipotenciales aumenta conforme

r debido a que el campo disminuye al aumentar r. En la segunda figura las superficies equipotenciales

estn igualmente espaciadas porque es uniforme, en este caso, V vara linealmente en la direccin

perpendicular a las placas. Como , la direccin de es opuesta a la direccin en que Vaumenta.

Figura 3.3: Lneas de Campo elctrico generadas por una carga (a) positiva y (b) negativa


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4.2 CAMPO ELCTRICOEl campo elctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella regin del espacio endonde se dejan sentir sus efectos. As, si en un punto cualquiera del espacio en donde est definido uncampo elctrico se coloca una carga de prueba o carga testigo, se observar la aparicin de fuerzaselctricas, es decir, de atracciones o de repulsiones sobre ella.

La fuerza elctrica que en un punto cualquiera del campo se ejerce sobre la carga unidad positiva, tomadacomo elemento de comparacin, recibe el nombre de intensidad del campo elctrico y se representa por laletra . Por tratarse de una fuerza la intensidad del campo elctrico es una magnitud vectorial que viene

definida por su mdulo, por su direccin y sentido. En lo que sigue se considerarn por separado ambosaspectos del campo .

La expresin del mdulo de la intensidad de campo puede obtenerse fcilmente para el caso sencillo delcampo elctrico creado por una carga puntual Q sin ms que combinar la ley de Coulomb con ladefinicin de . La fuerza que Q ejercera sobre una carga unidad positiva 1 + en un punto genrico Pdistante r de la carga central Q viene dada, de acuerdo con la ley de Coulomb, por:

Pero aqulla es precisamente la definicin de E y, por tanto, sta ser tambin su expresin matemtica

Puesto que se trata de una fuerza electrosttica estar aplicada en P, dirigida a lo largo de la recta que unela carga central Q y el punto genrico P, en donde se sita la carga unidad, y su sentido ser atractivo orepulsivo segn Q sea negativa o positiva respectivamente.

Si la carga testigo es distinta de la unidad, es posible no obstante determinar el valor de la fuerza por

unidad de carga en la forma:

Donde F es la fuerza calculada mediante la ley de Coulomb entre la carga central Q y la carga de prueba otestigo q empleada como elemento detector del campo. Es decir:

A partir del valor de E debido a Q en un punto P y de la carga q situada en l, es posible determinar lafuerza F en la forma:

Expresin que indica que la fuerza entre Q y q es igual a q veces el valor de la intensidad de campo E enel punto P.

Esta forma de describir las fuerzas del campo y su variacin con la posicin hace ms sencillos losclculos, particularmente cuando se ha de trabajar con campos debidos a muchas cargas.


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La unidad de intensidad de campo E es el cociente entre la unidad de fuerza y la unidad de carga; en el SIequivale, por tanto, al newton (N)/coulomb (C).

Figura 3.4: Campo elctrico de una carga puntual generadas sobre una carga (a) positiva y

(b) negativa

4.3 REPRESENTACIN DEL CAMPO ELCTRICOEs posible conseguir una representacin grfica de un campo de fuerzas empleando las llamadas lneas defuerza. Son lneas imaginarias que describen, si los hubiere, los cambios en direccin de las fuerzas alpasar de un punto a otro. En el caso del campo elctrico, las lneas de fuerza indican las trayectorias queseguiran las partculas positivas si se las abandonase libremente a la influencia de las fuerzas del campo.El campo elctrico ser un vector tangente a la lnea de fuerza en cualquier punto considerado.

Una carga puntual positiva dar lugar a un mapa de lneas de fuerza radiales, pues las fuerzas elctricasactan siempre en la direccin de la lnea que une a las cargas interactuantes, y dirigidas hacia fueraporque las cargas mviles positivas se desplazaran en ese sentido (fuerzas repulsivas). En el caso delcampo debido a una carga puntual negativa el mapa de lneas de fuerza sera anlogo, pero dirigidas haciala carga central. Como consecuencia de lo anterior, en el caso de los campos debidos a varias cargas laslneas de fuerza nacen siempre de las cargas positivas y mueren en las negativas. Se dice por ello que lasprimeras son manantiales y las segundas sumideros de lneas de fuerza.

4.4 PROPIEDADES DE LAS LNEAS DE CAMPO1. La direccin del campo en un punto es la direccin de la tangente a la lnea de campo.2. Las lneas de campo comienzan en las carga positivas y terminar en las negativas o en el infinito.3. Las lneas se dibujan simtricamente saliendo o entrando en la carga.4. El nmero de lneas que abandonan la carga positiva o entran en una carga negativa es

proporcional a la magnitud de carga.5. La direccin de las lneas en un punto es proporcional el valor del campo en dicho punto.

6. A grandes distancias de un sistema de cargas, las lneas de campo estn igualmente espaciadas yson radiales, como si procediesen de una sola carga puntual igual a la carga neta del sistema.

7. Las lneas de campo nunca se cruzan.

4.5 APLICACIN DEL CONCEPTO DE INTENSIDAD DE CAMPOLa intensidad de campo E, como fuerza por unidad de carga, es una magnitud que admite unarepresentacin vectorial. Adems est relacionada con la fuerza de modo que conociendo el valor de E en


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un punto es posible determinar la fuerza que experimentara una carga distinta de la unidad si se la situaraen dicho punto, y viceversa.

Se trata ahora de determinar la intensidad de campo elctrico debido a una carga puntual Q = 1,6 10 -6 Cen un punto P situado a una distancia de 0,4 m de la carga y de dibujar en dicho punto el vector que lorepresenta. Cul sera la fuerza elctrica que se ejercera sobre otra carga q = 3 10-8 C si se la situara en

P? Tmese como medio el vaco con K = 9 109 N m2/C2.

El mdulo de la intensidad de campo E debido a una carga puntual Q viene dada por la expresin:

Dicho valor depende de la carga central Q y de la distancia al punto P, pero en l no aparece para nada lacarga que se sita en P por ser sta, siempre que se utiliza este concepto, la carga unidad positiva.Sustituyendo en la anterior expresin se tiene:

Por tratarse de una fuerza debida a una carga positiva tambin sobre la unidad de carga positiva serrepulsiva y el vector correspondiente estar aplicado en P y dirigido sobre la recta que une Q con P en elsentido que se aleja de la carga central Q.

Conociendo la fuerza por unidad de carga, el clculo de la fuerza sobre una carga diferente de la unidad sereduce a multiplicar E por el valor de la carga q que se sita en P:

Figura 3.5: Direcciones del campo (radial), saliente por ser positiva Q

4.6 REPRESENTACIN DEL CAMPO ELCTRICOEs posible conseguir una representacin grfica de un campo de fuerzas empleando las llamadas lneas defuerza. Son lneas imaginarias que describen, si los hubiere, los cambios en direccin de las fuerzas alpasar de un punto a otro. En el caso del campo elctrico, las lneas de fuerza indican las trayectorias queseguiran las partculas positivas si se las abandonase libremente a la influencia de las fuerzas del campo.El campo elctrico ser un vector tangente a la lnea de fuerza en cualquier punto considerado.

Una carga puntual positiva dar lugar a un mapa de lneas de fuerza radiales, pues las fuerzas elctricasactan siempre en la direccin de la lnea que une a las cargas interactuantes, y dirigidas hacia fuera


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porque las cargas mviles positivas se desplazaran en ese sentido (fuerzas repulsivas). En el caso delcampo debido a una carga puntual negativa el mapa de lneas de fuerza sera anlogo, pero dirigidas haciala carga central. Como consecuencia de lo anterior, en el caso de los campos debidos a varias cargas laslneas de fuerza nacen siempre de las cargas positivas y mueren en las negativas. Se dice por ello que lasprimeras son manantiales y las segundas sumideros de lneas de fuerza.

Figura 3.6: Lneas de campo por cargas (positivas y negativas)

4.7 LA SUPERPOSICIN DE LOS CAMPOS ELCTRICOSLa descripcin de la influencia de una carga aislada en trminos de campos puede generalizarse al caso deun sistema formado por dos o ms cargas y extenderse posteriormente al estudio de un cuerpo cargado. Laexperiencia demuestra que las influencias de las cargas aisladas que constituyen el sistema son aditivas, esdecir, se suman o superponen vectorialmente. As, la intensidad de campo E en un punto cualquiera delespacio que rodea dos cargas Q1 y Q2 ser la suma vectorial de las intensidades E1 y E2 debidas a cadauna de las cargas individualmente consideradas.

Este principio de superposicin se refleja en el mapa de lneas de fuerza correspondiente. Tanto si lascargas son de igual signo como si son de signos opuestos, la distorsin de las lneas de fuerza, respecto dela forma radial que tendran si las cargas estuvieran solitarias, es mxima en la zona central, es decir, en laregin ms cercana a ambas. Si las cargas tienen la misma magnitud, el mapa resulta simtrico respectode la lnea media que separa ambas cargas. En caso contrario, la influencia en el espacio, que ser

predominante para una de ellas, da lugar a una distribucin asimtrica de lneas de fuerza.


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Figura 3.7: Superposicin de campos

4.8 DIPOLO ELCTRICOEs una conferencia de dos cargas elctricas puntuales iguales y opuestas muy prximas una a otra. Lacarga total del dipolo es cero, a pesar de lo cual genera un campo elctrico. La intensidad de ese campoest determinada por el momento dipolar, que viene dado por el producto del valor de las cargas por ladistancia entre ambas. Los momentos dipolares pueden ser generados o inducidas por la influencia decampos externos, y emitir odas electromagnticas (radiacin del dipolo) si el campo externo varia en eltiempo.

4.9 POTENCIAL ELCTRICOEl potencial elctrica en un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza elctrica para mover una cargapositiva q desde la referencia hasta ese punto, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otraforma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referenciahasta el punto considerando en contra de la fuerza elctrica, dividido por esa carga. Matemticamente.

Considrese una carga de prueba positiva, la cual se puede utilizar para hacer el mapa de un campoelctrico. Para tal carga de prueba q0 localizada a una distancia r de una carga q, la energa potencialelectrosttica mutua es:

De manera equivalente, el potencial elctrico es:

Ahora considere una carga de prueba positiva q0 en presencia de un campo elctrico y que se trasladadesde el punto A al punto B conservndose siempre en equilibrio. Si se mide el trabajo que debe hacer elagente que mueve la carga, la diferencia de potencial elctrico se define como:


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El trabajo Wab puede ser positivo, negativo o nulo. En estos casos el potencial elctrico en B serrespectivamente mayor, menor o igual que el potencial elctrico en A. la unidad en el SI para la diferenciade potencial de potencial que se deduce de la ecuacin anterior es joule/coulomb y se representa medianteuna nueva unidad, el voltio, esto es: 1 voltio = 1 joule/coulomb.

Figura 3.8: Carga de prueba q se mueve de A hacia B en un campo elctrico no uniforme E

mediante un agente exterior que ejerce sobre ella una fuerza F

El potencial elctrico en un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza elctrica para mover unacarga positiva q desde la referencia hasta ese punto

4.10ELECTROLISIS DE SULFATO DE COBREElectrolisis, parte de la qumica que trata de la relacin entre las corrientes elctricas y las reacciones

qumicas, y de la conversin de la energa qumica en elctrica y viceversa. En un sentido ms amplio, laelectrolisis es el estudio de las reacciones qumicas que producen efectos elctricos y de los fenmenosqumicos causados por la accin de las corrientes o voltajes.

La mayora de los compuestos inorgnicos y algunos de los orgnicos se ionizan al fundirse o cuando sedisuelven en agua u otros lquidos; es decir, sus molculas se disocian en componentes cargados positivay negativamente que tienen la propiedad de conducir la corriente elctrica. Si se coloca un par deelectrodos en una disolucin de un electrlito (o compuesto ionizable) y se conecta una fuente decorriente continua entre ellos, los iones positivos de la disolucin se mueven hacia el electrodo negativo ylos iones negativos hacia el positivo. Al llegar a los electrodos, los iones pueden ganar o perder electronesy transformarse en tomos neutros o molculas; la naturaleza de las reacciones del electrodo depende dela diferencia de potencial o voltaje aplicado.

La accin de una corriente sobre un electrlito puede entenderse con un ejemplo sencillo. Si el sulfato decobre se disuelve en agua, se disocia en iones cobre positivos e iones sulfato negativos. Al aplicar unadiferencia de potencial a los electrodos, los iones cobre se mueven hacia el electrodo negativo, sedescargan, y se depositan en el electrodo como elemento cobre. Los iones sulfato, al descargarse en elelectrodo positivo, son inestables y combinan con el agua de la disolucin formando cido sulfrico yoxgeno. Esta descomposicin producida por una corriente elctrica se llama electrlisis.


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En todos los casos, la cantidad de material que se deposita en cada electrodo al pasar la corriente por unelectrlito sigue la ley descubierta por el qumico fsico britnico Michael Faraday. Esta ley afirma que lacantidad de material depositada en cada electrodo es proporcional a la intensidad de la corriente queatraviesa el electrlito, y que la masa de los elementos transformados es proporcional a las masasequivalentes de los elementos, es decir, a sus masas atmicas divididas por sus valencias.

Figura 3.9: Electrlisis del Sulfato de Cobre


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5 REPRESENTACIN DEL EXPERIMENTO5.1 MATERIALES

Una bandeja de plstico Una fuente de poder

Un Galvanmetro Electrodos

Solucin de Sulfato de Cobre

Figura 4.1: Elementos usados en laboratorio

5.2 PROCEDIMIENTO Coloque debajo de la cubeta, una hoja de papel milimetrado en el que se haya trazado un sistema

de coordenadas cartesianas, haciendo coincidir el origen con el centro de la cubeta; vierta en la

cubeta la solucin de sulfato de cobre que es el elemento conductor de cargas, haciendo que la

altura del lquido no sea mayor de un centmetro; establezca el circuito que se muestra a

continuacin


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Figura 4.2: Representacin del circuito que se debe establecer en el experimento.

Site los electrodos equidistantes del origen sobre un eje de coordenadas y establezca una

diferencia de potencial entre ellos mediante una fuente poder.

Electrodos cilndricos situados demanera equidistante del origen.

Electrodos planos paralelosequidistantes respecto al origen.

Electrodos de punto situados de maneraequidistante respecto del origen.

Indicador del voltaje aplicado por lafuente de poder, ubicado en 8 voltiospara nuestro caso.

Figura 4.3: Forma de los tipos de electrodos sobre la bandeja de sulfato de cobre a 1.5 V

Para establecer las curvas equipotenciales deber encontrar un mnimo de seis puntos

equipotenciales pertenecientes a dicha curva, estando dos de ellos en los cuadrantes del semieje

Y positivo y dos en los cuadrantes del semieje Y negativo, y un punto sobre el eje X.


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Las siguientes recomendaciones facilitaran al experimentador una mayor comodidad en el manejo delequipo y mejor redaccin del informe.

1. Para encontrar dos puntos equipotenciales, coloque el puntero fijo en puntos cuyas coordenadas

sean nmeros enteros, mantenindolo fijo mientras localiza 6 puntos equipotenciales.

Figura 4.4: Forma de encontrar los puntos equipotenciales usando un punto fijo

2. El puntero mvil deber moverse paralelamente al eje X, siendo la ordenada Y un nmeroentero, hasta que el galvanmetro marque cero de diferencia de potencial.

Figura 4.5: Forma de ubicar los puntos equipotenciales usando el punto variable

3. Para el siguiente punto haga variar el puntero mvil en un cierto rango de aproximadamente 2 cm.

en el eje Y, luego repita la operacin anterior (2).

Figura 4.6: Determinar seis puntos con el punto variable

4. Para establecer otra curva equipotencial, haga variar el puntero fijo en un rango de 2 a 3 cm. en

el eje X y repita los pasos anteriores (1), (2) y (3).


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5. Para cada configuracin de electrodos deber encontrarse un mnimo de 7 curvas

correspondiendo 2 a cada lado del origen de coordenadas y una que pase por dicho origen.

El esquema armado se observa de la siguiente manera:

Figura 4.6: Esquema armado

Las anteriores imgenes son referenciales, debido a que los puntos en los que se colocaron los electrodostipo punta y anillos se colocaron equidistantemente en los siguientes puntos coordenados:

Electrodos tipo punta: 1 (-7;-3), 2 (7; 3)

Electrodos tipo anillo: 1 (-7;-3), 2 (7; 3)


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6 CLCULOS Y RESULTADOS6.1 DATOS OBTENIDOS6.1.1 Punto PuntoLas coordenadas de la ubicacin de los electrodos son:Electrodo positivo: (-7;-3) Electrodo negativo: (7;3)

COORDENADAS

PUNTO FIJO 1er 2do 3er 4to 5to 6to

1 (-4,0;0) (-12,0;9) (-8,75;6) (-5,5;3) (-2,5;-3) (-2;-6) (-2,25;-9)

2 (-2,0;0) (-5,5;9) (-4,5;6) (-2,75;3) (-0,5;-3) (0,25;-6) (0,5;-9)

3 (2,0;0) (0,5;9) (1;6) (1,5;3) (4;-3) (5,75;-6) (7;-9)

4 (4,0;0) (4;9) (3,5;6) (3,25;3) (7,5;-3) (11;-6) (14;-9)

Figura 5.1: Tabla de datos con electrodos Punto - Punto

6.1.2 Placa PlacaLas coordenadas de la ubicacin de los electrodos son:

Electrodo positivo: (-7;0) Electrodo negativo: (7;0)

COORDENADAS


1 (-4,0;0) (-5,5;9) (-4,5;6) (-4;3) (-4;-3) (-4,5;-6) (-5,5;-9)

2 (-2,0;0) (-2,25;9) (-1,75;6) (-1,75;3) (-1,8;-3) (-2;-6) (-2,25;-9)

3 (2,0;0) (3;9) (2,75;6) (2,25;3) (2,25;-3) (2,5;-6) (3;-9)

4 (4,0;0) (6,2;9) (4,8;6) (4,25;3) (4,25;-3) (4,8;-6) (6;-9)Figura 5.2: Tabla de datos con electrodos Placa - Placa

6.1.3 Aro AroLas coordenadas de la ubicacin de los electrodos son:

Electrodo positivo: (-7;-3) Electrodo negativo: (7;3)

COORDENADAS


1 (-3,0;0) (-10,25;9) (-8;6) (-5;3) (-1,7;-3) (-1,3;-6) (-1,2;-9)

2 (-2,0;0) (-6,25;9) (-4,75;6) (-3;3) (-0,5;-3) (0;-6) (0,5;-9)

3 (2,0;0) (0,5;9) (0,7;6) (1,25;3) (3,75;-3) (5,25;-6) (6,5;-9)

4 (3,0;0) (1,8;9) (2;6) (2,25;3) (5,25;-3) (8;-6) (9,5;-9)

Figura 5.3: Tabla de datos con electrodos Aro - Aro


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6.2 GRFICAS6.2.1 Punto - Punto

6.2.2 Placa Placa-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

-15 -10 -5 0 5 10 15 20

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8


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6.2.3 Aro Aro

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

-15 -10 -5 0 5 10 15


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7 OBSERVACIONES La distribucin de potencial de un campo elctrico puede representarse grficamente

construyendo superficies equipotenciales, cada una de las cuales corresponde a un valor distintodel potencial.

El campo elctrico ser un vector tangente a la lnea de fuerza en cualquier punto considerado. Las lneas de fuerza siempre salen del electrodo (+) y van hacia el electrodo (-). Las lneas de campo dependen de la forma que tienen los conductores.

8 CONCLUSIONES La superficie equipotencial que pasa por cualquier punto es perpendicular a la direccin del

campo en dicho punto. Si no fuera as, el campo tendra una componente situada sobre lasuperficie y habra que realizar trabajo contra las fuerzas elctricas para mover una carga endireccin de esta componente

El nico caso en donde las lneas del campo y las superficies equipotenciales son rectas yparalelas con igual distancia de separacin entre ellas es para el caso placaplaca.

El campo elctrico es ms dbil en las superficies equipotenciales ms separadas y es ms fuertedonde estn ms juntas, y stas son ms intensas cerca de las cargas.

En las curvas equipotenciales, la magnitud de intensidad del campo elctrico, el potencialelctrico y la energa potencial son constantes.

Para realizar el clculo del campo elctrico es necesario tomar los potenciales de puntos muycercanos entre si y utilizar la siguiente ecuacin:

Al marcar la diferencia de potencial en el conductor cargado, se demuestra que es cero, esto es elconductor cargado se demuestra que es cero, esta es el conductor constituye una superficieequipotencial y por ellos las lneas del campo elctrico son perpendiculares al conductor. Adems,puesto que el campo es un volumen equipotencial y tiene el mismo potencial que la superficie delconductor.

Las superficies equipotenciales de una carga esfrica son una familia de esferas concntricas.Para un campo uniforme son una familia de planos perpendiculares al campo.

Las diferencia de potenciales respecto a un eje de simtrico cuyo potencial en referenciaasumimos cero presentan igual magnitud pero con signo contrario.

Dos lneas equipotenciales nunca se cruzan, ya que no puede haber un punto que posea a la vezdos potenciales distintos.

El potencial elctrico al interior de un anillo uniformemente cargado es constante y el campoelctrico nulo, sin importar si est cargado positiva o negativamente.


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En las lneas equipotenciales existe una simetra con respecto al eje horizontal, sin embargo no sepuede afirmar lo mismo verticalmente incluso cuando los electrodos tienen la misma forma, lalnea totalmente vertical parece estar siempre ms cerca al electrodo cargado negativamente.

9 RECOMENDACIONES Cuando la solucin de sulfato de cobre se ioniza se forma oxido en los electrodos, es por esta

razn que se debe lijar los electrodos antes de introducirla a la solucin presente en la bandeja deplstico ya que si no se lija generara un mayor error en los clculos y resultados experimentales.

La primera recomendacin que se hace, es comprobar los cables con los cuales se est trabajando,ya que si estos no funcionan como debe de ser las grficas que se obtendrn no sern las correctas,y se habr perdido tiempo, es por ello que si los cables funcionan mal, cambiarlos de inmediato

Prestar atencin a las indicaciones que da el profesor antes de realizar el experimento para notener problemas al desarrollarla.

Para estar seguros que los clculos que han realizado son lo ms prximo a la realidad, compararlos resultados tericos con lo experimentado.

Llegar leyendo o teniendo un conocimiento previo del tema (mnimo leer el manual dellaboratorio), para un mejor desenvolvimiento.

Determinar puntos equipotenciales al interior del anillo para as poder verificar que al interior deun conductor el campo elctrico es cero, esto aumentara nuestra capacidad de anlisis ycomprobacin cientfica.

Tratar en lo posible que la solucin del sulfato de cobre que se vierte en la bandeja de pasticodeba ser menos de 1cm, debido a que como son muchos los grupos de trabajo que usan la misma

solucin esto trae como consecuencia que haya mayor sedimentacin de impurezas la cual nopermite un libre flujo de carga y por ende mayores errores en los resultados del experimento.


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10BIBLIOGRAFA I.V.SavelievCurso de Fsica General (Tomo 2) Pg. 29 - 30 Primera Edicin Editorial

MIR Mosc 1982.

S. Frisch A TimorevaCurso de Fsica General (Tomo 2) Pg. 48, 49 Segunda edicinEditorial MIR Mosc 1973

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