CAMPO ELECTRICO I LINEAS EQUIPOTENCIALESC. EQUIPO Y MATERIALES:

D. PROCEDIMIENTO.1. En papel milimetrado dibuje los ejes coordenadas (X, Y).2. Coloque la cubeta electroltica sobre el papel de tal manera que el centro de la cubeta coincida con el origen de los ejes coordenadas, luego vierta la solucin de sulfato de cobre.

3. Instale el circuito como se muestra.

4. Tomando como referencia la placa negativa, mueva la punta exploradora a lo largo del eje X y registre los datos correspondientes en la tabla 1.TABLA 1

d (cm)12345678910111213

V (v)1.041.852.583.323.974.655.366.016.747.658.469.4410.28

5. Elija 5 puntos de referencia equidistantes sobre el eje X y desgnelos por A, B, C, D y E.

6. Usando el voltmetro detecte 8 puntos de igual potencial para cada punto de referencia, registre los datos en la tabla 2.TABLA 2

superficieTensin (V)Coordenadas (x,y)

equipotencial

A9.49(-6,3)(-6,2)(-6,1)(-6,-1)(-6,-2)(-6.5,-3)

B7.4(-3.2,3)(-3.1,1)(-3,0)(-3,-1)(-3.1,-2)(-3.1,-3)

C5.54(0,3)(0,2)(0,1)(0,0)(0.2,-1)(0.2,-2)

D3.72(3.2,3)(3.1,2)(3,1)(3,0)(3.1,-1)(6,-2)

E1.7(6.2,3)(6.1,2)(6,1)(6,0)(6,-1)(6,-2)

7. Cambie de posicin de los electrodos como en la figura 2B y 2C y con el voltmetro detecte la configuracin de las lneas equipotenciales respectivas como en el paso 8, registre los datos en las tablas 3 y 4.

TABLA 3

superficieTensin (V)Coordenadas (x,y)

equipotencial

A9.50(-6.5,3)(-6.2,2)(-6,1)(-6,0)(-6,-1)(-6.1,-2)(-6.4,-3)

B7.15(-3.2,3)(-3.1,2)(-3,1)(-3,0)(-3,-1)(-3,-2)(-3,-3)

C5.25(0,3)(0,2)(0,1)(0,0)(0,-1)(0,-2.1)(0.2,-3)

D3.35(3.1,3)(3.1,2)(3,1)(3,0)(3.3,-1)(3.5,-2)(3.7,-3)

E1.70(5.2,3)(5.4,2)(5.7,1)(6,0)(6.5,-1)(7,-2)(7.5,-3)

TABLA 4

superficieTensin (V)Coordenadas (x,y)

equipotencial

A9.50(-6,3)(-5.8,2)(-5.9,1)(-6,0)(-6.2,-1)(-6.5,-2)(-7,-3)

B7.15(-3,3)(-3,2)(-3,1)(-3,0)(-3,-1)(-3.1,-2)(-3.3,-3)

C5.25(0,3)(0,2)(0,1)(0,0)(0,-1)(0,-2)(0,-3)

D3.42(2.9,3)(3,2)(3,1)(3,0)(3.2,-1)(3.4,-2)(3.6,-3)

E1.50(5.3,3)(5.4,2)(5.4,1)(6,0)(6.3,-1)(6.7,-2)(7.3,-3)

E. OBSERVACIONES EXPERIMENTALES1. Incremente la tensin para el circuito. Qu observa usted? Por qu ocurre tal fenmeno?Empieza a sulfatarse.Qu es sulfatacin? La sulfatacin se debe al recubrimiento de las placas de plomo por parte de los sulfatos (de plomo) insolubles en el agua. De este modo, se interrumpe la transformacin en xido de plomo que se produce con la accin del cido sulfrico, y el paso de cargas elctricas deja de producirse.2. Cambie la solucin de sulfato de cobre por agua Qu ocurre? Qu observaciones hace usted?No se realiz este procedimiento, pero por teora se sabe que si se produce campo, esto es porque el agua no es pura y tiene soluciones de sales i minerales; y si es el agua pura no se produce campo.3. Cmo es el campo elctrico fuera de las placas?Se nota el campo elctrico porque se encuentran las lneas equipotenciales i se puede notar con la aguja exploradora sus valores.F. ANALISIS DE DATOS EXPERIMENTALES.1. Grafique el potencial elctrico en funcin de la distancia V = f(d), diga que curva representa.

La curva representa una forma lineal.

2. Escriba la ecuacin tipo y utilice el mtodo de los mnimos cuadrados para encontrar el parmetro o parmetros de la ecuacin tipo.

La ecuacin tipo es: Y = KX + bnd (cm)V (v)d*Vd2

1311.041.041

21.853.74

32.587.749

43.3213.2816

53.9719.8525

64.6527.936

75.3637.5249

86.0148.0864

96.7460.6681

107.6576.5100

118.4693.06121

129.44113.28144

1310.28133.64169 0.227

9171.35636.25819

0.227X + 0.752

Finalmente la ecuacin seria:3. A partir de la ecuacin emprica determinar E (campo elctrico).V = Ad V = Ed. E=V/d4. Halle el error del parmetro o parmetros (mnimos cuadrados) luego calculo el error absoluto y porcentual.nd (cmV(v)d2(Yi - mXi -K)2

1311.0410.0038 = 0.166

21.8540.0143

32.5890.0096

43.32160.0075

53.97250.0002

64.65360.0075

75.36490.0165

86.01640.0530

96.74810.0634

107.651000.0087

118.461210.0012

129.441440.0374

1310.281690.0793

9171.358190.3025

0.098

0.166 = 0.012

m = 0.752, K = 0.227Error de la pendiente (m) = 0.012m = 0.752Error del intercepto (K) = 0.098K = 0.227 el error absoluto de (m) = 0.752 + 0.012

el error absoluto de (K) = 0.227 + 0.098

el error porcentual de (m) = 0.012*100% = 1.2%

el error porcentual de (K) = 0.098*100% = 9.8%

5. Cul es la direccin del campo elctrico entre los electrodos de cobre?, Justifique su respuesta.Se dirige hacia el electrodo negativo porque Si se colocara una carga de prueba dentro de la corriente electroltica la carga de prueba recorrer por las lneas de fuerza o lneas de campo, ya que estas lneas representan la trayectoria que siguen las partculas de la solucin de sulfato de cobre y se dirigir hacia el electrodo negativo, es decir de la placa (+) a la placa (-), ya que una carga de prueba ser siempre positiva.

6. En qu direccin disminuye el potencial elctrico? Justifique su respuesta.Si se mueve en la direccin del campo, podemos suponer que se mueve desde las cercanas de una carga positiva hacia una carga negativa (o desde cerca de una carga negativa a un lugar an ms cercano), entonces al ser negativa la carga que se mueve va a ir frenando, disminuyendo su velocidad, en consecuencia su energa potencial aumenta (ya que disminuye su energa cintica). Y, se mueve de un potencial elctrico mayor a uno menor, esto se justifica debido a que se acerca a una supuesta carga negativa.

7. Trace las superficies equipotenciales y las lneas de fuerza en papel milimetrado. Muestre el diagrama de configuracin de E para los tres casos vistos en los pasos 8 y 9 de las tablas 2,3 y 4.

G. CONCLUSIONES:En la experiencia de laboratorio realizada se trat como medida inicial el anlisis de las lneas de campo en una regin perturbada de dos electrodos, pero para ello se trazaron lneas equipotenciales en una regin constituida por dos placas paralelas y en el sistema de las formas A, B, C, i D haciendo uso de nuestro explorador se puede comprobar que las lneas de campo son siempre perpendiculares a las lneas equipotenciales sin importar la regin.H. COMENTARIOS Y SUGERENCIASCOMENTARIO:De este laboratorio podemos verificar las propiedades de las lneas de campo que estas salen de q(+) q(-) que adems las lneas equipotenciales son perpendiculares a las lneas de campo. Las lneas equipotenciales y de E varan su magnitud y direccin de acuerdo a la forma del cuerpo cargado a la distribucin de carga.SUGERENCIAS: Ajustar bien los cables de nuestro circuito, ya que por causa de eso demoramos en localizar los valores de las lneas del campo. Tratar de no mover las placas de los electrodos cuando se ase lectura con el explorador, ya que ase que varen los datos.F. CUESTIONARIO:1. Defina sobre las leyes de la electrolisis.Los siguientes conceptos son referidos a la corriente elctrica necesarios para comprender el significado de las leyes de Faraday:1) La cantidad de electrones (electricidad) que circulan por un conductor se mide en Coulomb.q = carga [q] = coulomb2) La intensidad de la corriente (caudal de electrones) expresa la cantidad de electricidad que circula por un conductor por unidad de tiempo. La intensidad de la corriente se mide en Amperes.i = q/t q = i.t [i] = A3) Cuando una fuente fuerza a los electrones a circular por un conductor, se presenta una resistencia al flujo de corriente y se produce una cada de potencial. La resistencia elctrica se mide en Ohms,y la diferencia de potencial en Voltios.E = i.R [E] = V y [R] = ohmPrimera Ley de Faraday: la masa de un elemento depositada en un electrodo es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa a travs de la solucin del electrlito o del electrlito fundido.m = .i.tdonde # es una constante que depende del catin y se denomina equivalente electroqumico (se ver ms adelante).Cuando se realiza, por ejemplo, la electrlisis de una solucin de sulfato cprico (CuSO4) sucede lo siguiente (fig. 4):

Figura 4Cu2SO4 + H2O Cu++ + SO4= + H+ + HOAl aplicar una diferencia de potencial a los electrodos, el ion cobre se mueve hacia el ctodo, adquiere dos electrones y se deposita en el electrodo como elemento cobre. El ion sulfato, al descargarse en el electrodo positivo, es inestable y se combina con el agua de la disolucin formando cido sulfrico y oxgeno.2Cu++ 2Cu - 4e2HO O2 + 2H+ + 4e2Cu2SO4 + 2H2O 2Cu + 2H2SO4 + O2Cuando circula ms corriente (ms coulombios) ms cobre se deposita, pues ms electrones han circulado permitiendo que ms iones cobre (Cu++) se conviertan en elemento cobre (Cu).

2. Cules son las lneas de fuerza y superficie equipotenciales

3. Aplicaciones del campo elctrico en su carrera.Es muy importante el campo elctrico para la geologa en el mbito geofsico a travs de campos ssmicos, elctricos, magnticos hasta electromagnticos, uso de ondas.

4. Hable sobre la ley de FaradayCualquier cambio del entorno magntico en que se encuentra una bobina de cable, originar un "voltaje" (una fem inducida en la bobina). No importa como se produzca el cambio, el voltaje ser generado en la bobina. El cambio se puede producir por un cambio en la intensidad del campo magntico, el movimiento de un imn entrando y saliendo del interior de la bobina, moviendo la bobina hacia dentro o hacia fuera de un campo magntico, girando la bobina dentro de un campo magntico, etc.5. Qu es un potencial elctrico?Se conoce como potencial elctrico al trabajo que un campo electrosttico tiene que llevar a cabo para movilizar una carga positiva unitaria de un punto hacia otro. Puede decirse, por lo tanto, que el trabajo a concretar por una fuerza externa para mover una carga desde un punto referente hasta otro es el potencial elctrico.6. Diferencia del campo elctrico y potencial elctrico.Muy bsicamente el campo elctrico se refiere a la fuerza por unidad de carga que experimenta una carga testigo qo en presencia de dicho campo. Entonces se mide en N/C (sistema MKS, Newton sobre Coulomb).En cambio el potencial mide el trabajo por unidad de carga necesario para traer dicha carga testigo desde el infinito hasta una cierta distancia r de la carga Q que genera el campo, o en forma ms general, desde el infinito hasta la posicin en la cual medimos el potencial. Entonces se mide en J/C (en MKS, Joule/Coulomb, que se define como Volt) => V = J/C.7. Defina el campo elctrico.Un campo elctrico es un campo de fuerza creado por la atraccin y repulsin de cargas elctricas (la causa del flujo elctrico) y se mide en Voltios por metro (V/m). El flujo decrece con la distancia a la fuente que provoca el campo.8. Hable usted sobre el gradiente de potencial.El gradiente de potencial es la relacin que da el valor de un campo elctrico en cualquier punto del aislamiento, en funcin de la posicin de este punto.