Marco Teorico-campo Y Potencial Electrico.docx

CAMPO Y POTENCIAL ELECTRICO OBJETIVOS   

Verificar la existencia de líneas de campo eléctrico en el interior de un condensador de placas paralelas. Determinar la relación funcional entre la fuerza eléctrica y el campo eléctrico 𝐹 = 𝑓(𝐸) Encontrar el valor de la carga eléctrica 𝑄

FUNDAMENTO TEORICO En el ámbito de la física, se llama campo al sector espacial en cuyos puntos se define una magnitud física. Eléctrico, por su parte, es aquello vinculado a la electricidad: la fuerza manifestada a través del rechazo o la atracción entre las partículas cargadas. En el ámbito de la física, se llama campo al sector espacial en cuyos puntos se define una magnitud física. Eléctrico, por su parte, es aquello vinculado a la electricidad: la fuerza manifestada a través del rechazo o la atracción entre las partículas cargadas. En este marco, se denomina campo eléctrico a la zona del espacio en cuyos puntos se concreta la definición de la intensidad de una fuerza eléctrica. Los campos eléctricos pueden representarse a través de modelos que se encargan de describir cómo interactúan los sistemas y los cuerpos con propiedades vinculadas a la electricidad.

El campo eléctrico E creado por la carga puntual q1 en un punto cualquiera P se define como:

donde q1 es la carga creadora del campo (carga fuente), K es la constante electrostática, r es la distancia desde la carga fuente al punto P y ur es un vector unitario que va desde la carga fuente hacia el punto donde se calcula el campo eléctrico (P). El campo eléctrico depende únicamente de la carga fuente (carga creadora del campo) y en el Sistema Internacional se mide en N/C o V/m. Si en vez de cargas puntuales se tiene de una distribución continua de carga (un objeto macroscópico cargado), el campo creado se calcula sumando el campo creado por cada elemento diferencial de carga, es decir:

Esta integral, salvo casos concretos, es difícil de calcular. Para hallar el campo creado por distribuciones continuas de carga resulta más práctico utilizar la Ley de Gauss. Una vez conocido el campo eléctrico E en un punto P, la fuerza que dicho campo ejerce sobre una carga de prueba q que se sitúe en P será:

por tanto, si la carga de prueba es positiva, la fuerza que sufre será paralela al campo eléctrico en ese punto, y si es negativa la fuerza será opuesta al campo, independientemente del signo de la carga fuente.

Fuerza eléctrica Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo módulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen.

La fuerza entre dos cargas se calcula como:

FE = Fuerza eléctrica [N] q1, q2 = Valor de las cargas 1 y 2 [C] d = Distancia de separación entre las cargas [m] La fuerza es una magnitud vectorial, por lo tanto además de determinar el módulo se deben determinar la dirección y el sentido.

MATERIALES 

Balanza de torsión, varilla metálica

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Balanza digital, cronómetros, calibrador vernier

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Condensador de placas paralelas circular

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Fuente de alta de tensión

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Kilo-voltímetro análogo

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Escala graduada Lampara con lente condensador Soporte de altura variable y soporte universal Vaso de precipitación 500ml Paleta (carga puntual)

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Verificación del campo eléctrico 1. EN una de las placas, colocar pedacitos de papel carbón, seguidamente conectar la fuente de alta tensión al condensador. 2. Al incrementar el voltaje entre las placas del condensador, se observará la alineación de los pedacitos del papel de carbón en la dirección de las líneas del campo eléctrico. Determinación de la carga eléctrica 1. Medir la longitud y la masa de la varilla metálica. 2. Medir el brazo de la paleta 3. Medir el tiempo de oscilación para el cálculo del periodo

4. Armar el equipo con las placas condensadores 5. Incrementar el voltaje y medir el desplazamiento S de la luz reflejada en la pantalla con escala graduada. 6. Con las medidas del voltaje y desplazamiento, tomar datos.