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• Ismael Joseph Sinca Oruro

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Laboratorio Magnetismo

Electricidad y

APELLIDOS Y NOMBRES: SINCA ORURO JOSEPH ISMAEL

CUI: 20192068

ESCUELA PROFESIONAL: INGENIERIA CIVIL

FECHA: 15/10/2020

HORARIO: 19:20-21:00 PROFESOR (A): ARENAS HERRERA ELFER VENANCIO

NOTA:

PRÁCTICA Nº 4: CAMPO Y POTENCIAL ELÉCTRICO

A. COMPETENCIAS ●

B.

Evalúa la relación entre la intensidad del campo y potencial eléctrico debido a dos cargas eléctricas separadas, observa las superficies equipotenciales de la interacción de estas dos cargas usando éticamente un simulador interactivo.

INFORMACIÓN TEÓRICA B.1 Campo y potencial eléctrico de una carga puntual Una carga eléctrica puntual crea un campo eléctrico a su alrededor con su sola presencia, la cual es un campo de fuerza de atracción o repulsión dependiendo de la naturaleza eléctrica de la carga que lo genera. El potencial eléctrico es la energía de potencial por unidad de carga y nos sirve para determinar el campo eléctrico. La componente del campo eléctrico en cualquier dirección, es el negativo de la rapidez de cambio del potencial en esa dirección. En coordenadas rectangulares quedaría expresado de la siguiente manera.

E x=

−∂ V −∂ V −∂V ; E y= ; Ez= ∂x ∂y ∂z

(1)

En esta práctica trataremos el caso en una sola dimensión, por lo que integrando la primera expresión de la ecuación (1) tendremos.

V =−Ex x+V 0 Donde:

V : Es el potencial medido E : Es el campo eléctrico x : Es la posición respecto a la carga B.1 Superficies equipotenciales

1

(2)

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Las superficies equipotenciales son lugares en el espacio en donde el potencial eléctrico toma un valor constante, las superficies equipotenciales creadas por cargas puntuales son esferas concéntricas centradas en la carga, cuando hay presencia de dos o más cargas estas superficies se distorsionan.

Figura 1: Superficies equipotenciales de dos cargas puntuales [1]

C. MATERIALES Y ESQUEMA 01 programa de simulación de laboratorio de electricidad (Phet.Colorado). https://phet.colorado.edu/sims/html/charges-and-fields/latest/charges-andfields_es_PE.html

Figura 2: Representación de las superficies equipotenciales de dos cargas puntuales en el simulador.

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Figura 3: Representación de las superficies equipotenciales de dos placas paralelas en el simulador.

D. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ●

Cargas puntuales 1. Acceda al link proporcionado en el apartado C. 2. Coja la cinta métrica proporcionada en el simulador y estírela 100 cm. 3. Posicione las cargas positiva y negativa del simulador en los extremos de la cinta métrica. 4. Marque la casilla voltaje y trace 5 superficies equipotenciales con ayuda del botón de la herramienta proporcionada en el simulador (equipotencial). Anote sus observaciones. ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 5. Mida la distancia desde una de las cargas hacia una superficie equipotencial 5 veces en diferentes direcciones y anote sus observaciones. ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………

●

Placas paralelas

1. Coja la cinta métrica proporcionada en el simulador y estírela 100 cm. 2. Posicione dos columnas de cargas eléctricas positivas y negativas en los extremos de la cinta métrica como se muestra en la figura 3.

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3. Marque la casilla voltaje y trace 5 superficies equipotenciales con respecto a cada placa con ayuda del botón de la herramienta proporcionada en el simulador (equipotencial). Anote sus observaciones. ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 4. Mida las distancias desde la placa positiva hacia las superficies equipotenciales y anótelas en la siguiente tabla. Tabla N°1: …………………………….……………………………………...

Lectura 1

x (cm)

Potencial( V )

2 3 4 5 E.

ANÁLISIS DE DATOS

●

Cargas puntuales

1. ¿Qué ángulo forman el campo eléctrico y la superficie equipotencial? Explique ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 2. ¿Cómo varía el valor de la diferencia de potencial a medida que se aleja de cada carga? ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ●

Placas paralelas

3. Con los datos de la tabla 1 grafique V en función de x , determine la ecuación de la recta, pendiente e intercepto.

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4. Usando los parámetros obtenidos de la ecuación de la recta. Determine el valor del campo eléctrico. ¿Qué significado físico representa el intercepto? …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… F.

CONCLUSIONES ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………

G. CUESTIONARIO FINAL 1. ¿Qué valor tiene el potencial eléctrico justo en el punto medio de separación de las placas? ¿Por qué?

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…………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 2. Si V =cte , ¿Cómo es E en esa región?; si E=0¿Qué se puede afirmar de V ? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 3. ¿Qué relación existe entre el campo y el potencial eléctrico?

…………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… H. BIBLIOGRAFÍA ADICIONAL

Autor

I.

Título

Edición

Año

BIBLIOGRAFÍA DE REFERENCIA

1. Guías de Laboratorio de Física Básica, Departamento Académico de Física UNSA, Año 2016. 2. Physics Education Technology (PhET) Interactive Simulations, University of Colorado Boulder. https://phet.colorado.edu/

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