I. Objetivos
En este experimento representaremos líneas equipotenciales y
de fuerza para arreglos bipolares de cargas. Se encontrarán líneas
equipotenciales puesto que el procedimiento a seguir proporciona puntos
equipotenciales, los cuales están ubicados en un plano, que será una hoja de
papel y cuando los unamos tendremos como resultado una línea equipotencial.
- Dibujar
las líneas equipotenciales.
- Dibujar
las líneas de fuerza de sistemas bipolares.
- Visualizar
y describir los conceptos de: campo eléctrico, líneas de fuerza y líneas
equipotenciales.
II. Fundamentación
Teórica (investigar)
Campo eléctrico de un sistema de dos cargas
El dipolo eléctrico
El condensador plano-paralelo
Potencial eléctrico
La jaula de Faraday
III. Reglas de Seguridad
Realiza tus trazos con cuidado y
muy claros.
IV. Procedimiento
Experimental
 |
| Figura 2. Práctica 2d. Configuraciones de trabajo. |
En la hoja de cuadro chico cada cuadro mide 5 mm, entonces
tomando en cuenta esto marca los vértices de cuadros de 1 cm y en estos
vértices calcula el campo eléctrico, como los cálculos son repetitivos usa un
software de hoja de cálculo, como EXEL.
Teniendo todos los valores de campo eléctrico en los
vértices de 1 cm tienes un mapeo del campo. Identifica puntos con los mismos
valores, observa a que distancia están. ¿Cómo debe ser una línea que pase por
los puntos con los mismos valores, incluyendo puntos fuera de los vértices que
no se han calculado?
Traza con mucho cuidado estas líneas, las llamaremos líneas equipotenciales. Debes tener por lo menos 5. Repite este procedimiento para las configuraciones de los incisos b, c y d de la figura 1.
Toma en cuenta que son independientes una de otra, usa las
siguientes medidas cargas puntuales de 7 mm de diámetro, las barras de 5 por
0.5 cm. El circulo en medio del inciso d, diámetro externo 2cm, diámetro
interno 1.5 cm.
Nota: en el inciso d, el circulo interior es un anillo,
imagínalo de material conductor y sin carga, ¿qué pasa adentro, afuera y
alrededor de él?
Con los puntos equipotenciales obtenidos para cada figura,
se trazan las líneas equipotenciales uniendo los puntos que se encuentran al
mismo potencial.
Se trazan las líneas de la siguiente manera: para cada
configuración se trazan las líneas de igual potencial, iniciando el trabajo en
la figura marcada como positiva. Trazar más de5 líneas.
Con un color distinto se trazan las líneas de campo
eléctrico, esto se hace trazando líneas de manera que sean perpendiculares a
cada una de las líneas equipotenciales de cada configuración. Se irá de la
figura marcada con signo positivo a la marcada con signo negativo. Las Líneas
Equipotenciales y las del Campo Eléctrico deben ser perpendiculares entre sí en
todo punto. De esta manera se trazarán todas las líneas de campo eléctrico
posibles. Esto se realiza para cada configuración.
V. Análisis y Presentación de Resultados
Al trazar las líneas equipotenciales…
Las líneas de campo eléctrico son…
Configuraciones de trabajo: a) Dipolo. b) Condensador
plano. c) Carga puntual-plano. d) Jaula de Faraday.
VI. Preguntas
Para cada configuración que realizaste indica cuáles son las
principales características de las líneas equipotenciales y las líneas de campo
eléctrico.
¿Cómo es el campo eléctrico en el interior y en la
superficie de un conductor cargado y aislado? Dibuja las líneas de campo
eléctrico para el conductor, tanto en su interior como en su superficie.
¿Cómo se comportarían las líneas de campo eléctrico y las
equipotenciales si se trabajara con un par de cargas del mismo signo? Dibuja un
ejemplo.
VII. Método experimental
PRACTICA
3. Líneas Equipotenciales
Figura 3. Práctica 2d. Buscando puntos equipotenciales en la hoja conductora con ayuda de las terminales del multímetro (una libre y otra inmóvil en contacto con el electrodo con carga negativa). a) Hoja conductora. b) Cables. c) Fuente. d) Multímetro e) Puntas de prueba.
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