Lineas Equipotenciales Y Campo Electrico 200930

Septiembre 3, 2009 Departamento de Matemáticas y Física Código: Laboratorio de Física Electricidad ©Ciencias Básicas Universidad del Norte – Colombia____________

LINEAS EQUIPOTENCIALES Y CAMPO ELÉCTRICO Julián Ávila Pinilla Email: [email protected] Ingeniería Mecánica

Jorge Caballero Charris Email: [email protected] Ingeniería Mecánica

ABSTRACT In this experiment we studied the features, the direction, the magnitude, the shape and the quantity of equipotential lines and filed lines that we can found around of a charge according with it shape, size and the distance between one charge and another; and the effect of the field generate by a charge above the field generate by a neighboring charge. RESUMEN En este experimento estudiamos las características, la dirección, la magnitud, la forma y la cantidad de líneas equipotenciales y líneas de campo que podemos encontrar alrededor de una carga de acuerdo con su forma, su tamaño y la distancia entre una carga y otra, y el efecto del campo generado por una carga sobre el campo generado por una carga vecina. 1) INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS En la cultura actual nos encontramos rodeados de aparatos eléctricos de todas clases, desde lámparas, relojes de baterías, motores y aparatos de sonido estereofónico hasta computadoras y muchos más. Para comprender los aparatos que se han convertido en parte de nuestra vida cotidiana, en primer lugar debe entenderse qué es la electricidad. Empezamos con la electricidad en reposo, o electrostática, y primero se considerarán las fuerzas que las partículas eléctricas ejercen entre si. Considérese una fuerza universal como la ley de gravedad, que varía en razón inversa al cuadrado de la distancia pero que es miles y miles de millones de veces mas intensa que la gravedad. Si hubiera una fuerza así y fuera de atracción, como la gravedad, el universo sería concentrado en una esfera apretada, con toda su materia reunida tan próxima entre sí como fuera posible. Pero supóngase que esta fuerza fuera de repulsión, de tal modo que cada partícula fuera repelida por cada una de las otras; ¿Qué

sucedería entonces? El universo sería una nube gaseosa eternamente en expansión. Sin embargo, supóngase que el universo constara tanto de partículas que se atrajeran como de partículas que se repelieran, digamos, positivas y negativas. Supóngase que las positivas repelieran a las positivas, pero que atrajeran a las negativas; y que, a su vez, las negativas repelieran a las negativas y atrajeran a las positivas. Las del mismo tipo se repelen y las de tipos diferentes se atraen. Supóngase además que se tuvieran cantidades iguales de cada una. ¿Qué apariencia tendría en el que vivimos porque en él existe esa fuerza; se le llama Fuerza Eléctrica. 2) MARCO TEORICO Se dice que los antiguos griegos observaron los fenómenos eléctricos y magnéticos desde los años 700 a.C. Ellos experimentaron con el ámbar, que al frotarse, se electrificaba y atraía pedazos de paja o plumas. Hay dos tipos de cargas en la naturaleza, con la propiedad Para cargar un objeto por inducción es necesario que no esté en contacto con el cuerpo que induce la carga, contrario a la forma de cargar un objeto por frotamiento (conducción) para la cual es necesario el contacto entre los objetos.

3) PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Para este experimento, utilizamos una serie de elementos para realizar las mediciones de las líneas equipotenciales y las líneas de campo; entre ellos están: • Un multimetro

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Un amplificador de potencia de 10 V de potencia conectada al software DataStudio.

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Papel conductivo con red y cargas representadas con pintura de plata para que haya mejor conducción.

4) DATOS OBTENIDOS

GRAFICA 1

GRAFICA 2

5) ANALISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS GRAFICA 1: En esta grafica están representadas las líneas equipotenciales y las líneas de campo producidas por dos cargas puntales ubicadas a una distancia de 16 cm aproximadamente. GRAFICA 2: En esta gráfica podemos encontrar representadas las líneas de campo y las líneas equipotenciales generadas por dos placas paralelas una con carga negativa y la otra con carga positiva cada una con longitud de 16 cm y separadas entre sí 6 cm. CONCLUSIONES PREGUNTA 1: En la configuración de placas paralelas ¿en qué dirección, con respecto a las líneas equipotenciales, se midió la mayor diferencia de potencial? ¿en qué dirección apunta entonces el campo eléctrico? R/: La diferencia de potencial siempre es encontrada en la dirección desde el positivo al negativo, y las líneas de campo, están orientadas en la misma dirección siempre va desde la carga negativa hacia la positiva. PREGUNTAS PROBLEMATOLÓGICAS 1. ¿Qué significado físico tiene el hecho que las líneas equipotenciales estén igualmente espaciadas? R/: Las líneas equipotenciales están igualmente espaciadas porque las cargas del dipolo tienen la misma magnitud, por ende producen la misma diferencia de potencial a una distancia determinada.

6) REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS [1] R.A. Serway, “Física” Tomo II. 4ta Edición. Ed. MC. Graw-Hill (1997) [2] Hewitt, Conceptos de Física. Ed. Limusa, S.A. Grupo Noriega de Editores (1999) [3] Castro Castro Darío, Física electricidad para estudiantes de ingeniería: notas de clase, Ediciones Uninorte, (2008).