Practica 2: Lineas Equipotenciales en el campo

8/16/2019 Practica 2: Lineas Equipotenciales en el campo

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MÉTODOS ELÉCTRICOS II

ING. GEOCIENCIAS

CIENCIAS DE LA TIERRA

GOF 1021 SATCA 2 3 5

GRUPO: 4522C 09-10hrs SALON: Z21 L-VPRACTICA 2:

‘‘LÍNEAS EQUIPOTENCIALES EN CAMPO’’

INTEGRANTES

ALFREDO VILLA SÁNCHEZJONATHAN ARTEAGA MENDOZA

REYNA JUDITH TREJO RAMIREZLUIS ALBERTO HERNANDEZ POSADAS

JOSÉ ENRIQUEZ MARTÍNEZ SANTANDERGUSTAVO ADOLFO MENDOZA DOMÍNGUEZ

LIZAMA SEGURA ISIDRO JAHIR HERNANDEZ VAZQUEZ OSWALDO

FACILITADOR: ING. MIGUEL MARTÍNEZ FLORES

ENE – JUN 2016


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INTRODUCCION

El potencial eléctrico en un punto, es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica

para mover una carga positiva desde el origen hasta un punto, por cada unidad

de carga de prueba.

En un campo eléctrico, el lugar conformado por puntos de igual potencial eléctricose denomina superficie equipotencial, dichas superficies equipotenciales son

siempre perpendiculares a las líneas de fuerza- 1 . Dado el campo eléctrico, es

posible hallar la función potencial eléctrico. Pero también se puede proceder en

sentido contrario; partiendo del potencial eléctrico deducir el campo.

El signo menos proviene a causa de que el campo eléctrico está dirigido de una

región de potencial positivo hacia una región de potencial negativo, mientras que el

vector ∇ se define de manera que se dirija en el sentido de creciente.2 Por lo

tanto, cuando se encuentra que es constante, significa que el campo eléctrico es

nulo.

El campo eléctrico producido por un anillo únicamente posee una componente

paralela su eje de simetría, ya que las componentes perpendiculares al eje Z (de

simetría) correspondientes a dos elementos de carga diametralmente opuestos

se anulan.

En el caso de la presente práctica experimental, se estudia la intersección de las

superficies equipotenciales con el plano sobre el que se ha hecho el experimento;

por tal razón se habla de “Líneas Equipotenciales”, en vez de superficies. Es

entonces una línea equipotencial la unión de los puntos de igual potencial eléctrico

que se encuentran sobre el plano, del que se habla a continuación.


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ÍNDICE

Introducción……………………………….. 1

Marco Teórico……..….…………………... 3

Práctica De Demostración………..……… 6 Trabajo realizado en el campo

Conclusión………………………………... 11


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Para el siguiente informe se necesitará tener claro los siguientes conceptos:

Campo eléctrico

Es un ente físico que es representado mediante un modelo que describe lainteracción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga

eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza mecánica dada por la

siguiente ecuación:

Líneas de Campo Eléctrico

Son las líneas vectoriales que van en dirección de la variación del campo y quesirven para representar gráficamente un campo eléctrico estático. Las líneas de

campo van de forma perpendicular a la superficie del cuerpo, de manera que sutangente geométrica en un punto coincide con la dirección del campo en ese punto.Esto es una consecuencia directa de la ley de Gauss, es decir encontramos que lamayor variación direccional en el campo se dirige perpendicularmente a la carga.

Campo Eléctrico generado por unas cargas puntuales

Líneas de Campo Eléctrico correspondientes a cargas iguales y opuestas, respectivamente

http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_f%C3%ADsicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_vectorialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_vectorialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_f%C3%ADsicohttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/L%C3%ADneas_de_campo.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b0/Campo_electrico_cargas_puntuales.PNG


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Campo eléctrico uniforme

Un caso particular del campo eléctrico es que este sea uniforme esto indica que laintensidad, la dirección y el sentido van a ser iguales en toda la región ocupada pordicho campo, las líneas de campo serán rectas paralelas (como se muestra en lasiguiente figura) y la diferencia de potencial entre dos puntos A y B dentro de dichocampo será:

− = ·

Un dipolo eléctrico en un campo eléctrico externo uniforme.

Potencial eléctrico y diferencia de potencial:

El potencial eléctrico en un punto es el trabajo necesario que debe realizar unafuerza para mover una carga de prueba Q desde un punto de referencia hasta dichopunto, esto entre dicha carga. Matemáticamente se expresa por:

Las cargas positivas dan lugar a elevaciones de potencial, mientras que las cargasnegativas, a depresiones.La diferencia de potencial hace referencia al trabajo que se debe realizar para moveruna carga Q de un punto A a un punto B, dividido entre dicha carga.Matemáticamente se expresa así:

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Dipolo_en_campo_electrico_uniforme.png


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Lineas equipotenciales

Las lineas equipotenciales son la representación del potencial eléctrico, dichaslineas son intresctadas por las de campo formando angulos rectos. Las líneasequipotenciales no tienen ninguna dirección definida. Una carga de prueba situadasobre una línea equipotencial no tiende a seguirla, sino a avanzar hacia otras demenor potencial. Al contrario que las líneas de campo eléctrico, las líneasequipotenciales son siempre continuas.

Las líneas equipotenciales son como las líneas de contorno de un mapa que tuviera

trazada las líneas de igual altitud. En este caso la "altitud" es el potencial eléctrico

o voltaje. Las líneas equipotenciales son siempre perpendiculares al campo

eléctrico. En tres dimensiones esas líneas forman superficies equipotenciales. El

movimiento a lo largo de una superficie equipotencial, no realiza trabajo, porque ese

movimiento es siempre perpendicular al campo eléctrico.


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PRÁCTICA DE DEMOSTRACIÓN

‘‘Líneas Equipotenciales En Campo’’

Objetivo de la práctica:

Suministrar electricidad al subsuelo y registrar los datos arrojados por el multímetro

para encontrar las diferencias de líneas equipotenciales en distintos terrenos.

Materiales necesarios:

Electrodos o varillas de cobre

Cinta aislante Cable eléctrico

Pinzas eléctricas

Mazo

Cuaderno de apuntes y pluma

Longimetro

Pala de jardín

Multímetro

Batería de 12 V

Antes de comenzar la práctica se debe reconocer el material y verificar si está enperfecto estado. Para evitar errores en la toma de datos, situación que se nos

presentó ya que una pinza que va a la batería no tenía un cable sujeto el cual

tuvimos que volver a encintar.


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Continuando con la práctica, lo primero que se debe hacer es elegir el lugar donde

se tomara la lectura en esta práctica hicimos 5 toma de datos en 5 diferentes

terreno, la mayoría de estos con baja presencia de humedad.

Después hay que insertar la varillas a una distancia determinada, en nuestro caso

las colocamos a 2 metros una de la otra, ya que esta distancia es equivalente a la

profundidad que va a viajar la energía.


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Una vez fijos los electrodos se continua conectado el circuito de la siguiente

manera:

- Electrodo A a la batería

- Electrodo B a Multímetro

- Multímetro con una terminal libre para conectar y desconectar el circuito


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Una vez que se cierre el circuito tomamos los datos arrojados por el multímetro.

Y para terminar a continuación se muestran los puntos estudiados y los resultados

obtenidos.

Sitio Resultado

obtenido

Tipo de

terreno

Punto1

7.80 seco

Punto

2

4.55 seco

Punto

3

6.10 seco

Punto

4

10.83 Arenas

Punto

5

30.19 Arcillas


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CONCLUSION

El significado físico que tiene el hecho de que las líneas equipotenciales estén

igualmente espaciadas, es que producen la misma diferencia de potencial a una

distancia determinada, esto es debido a que las cargas del dipolo tienen la

misma magnitud.

Después de la realización de estas experiencias y analizando los fenómenos

físicos que causan las líneas de campo eléctrico en una región perturbada por

dos electrodos, obtenidas a partir del trazo de las líneas equipotenciales,

podemos concluir que las líneas equipotenciales y las líneas de campo eléctrico

varían su magnitud y dirección de acuerdo a la forma del cuerpo cargado a la

distribución de su carga, además nos damos cuenta de que el significado físico

que tiene el hecho de que las líneas equipotenciales estén igualmente

espaciadas, es que producen la misma diferencia de potencial a una distancia

determinada, esto es debido a que las cargas del dipolo tienen la mismamagnitud.

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