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• Juan Daniel Guerrero Cortes

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LINEAS EQUIPOTENCIALES

JUAN DANIEL GUERRERO CORTES VALENTINA LOAIZA TORRES ALVARO LOPEZ CALDERON CRISTIAN DAVID ORTIZ GUERRERO

GRUPO 5

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MANIZALES LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO 2018-1

ABSTRACT Through the experience of “Equal power lines and electric field", we are in the capacity to analyze the lines of electric field in a region perturbed by two electrodes, obtained starting from the line of the equal power lines, and to identify the reasons why the values of this lines in specific points. Likewise, in the experience we can live many of the effects that happen daily, and which didn't understand, for example that the field lines are always born of the positive load and they die in the negative load.

RESUMEN

A través de la experiencia de “Líneas equipotenciales y campo eléctrico”, estamos en la capacidad de analizar las líneas de campo eléctrico en una región perturbada por dos electrodos, obtenidas a partir del trazo de las líneas equipotenciales, e identificar las razones del por qué los valores de dichas líneas en puntos específicos. Así mismo, en la experiencia vivenciamos muchos de los efectos que ocurren diariamente, y los cuales no entendíamos, por ejemplo, que las líneas de campo siempre nacen de la carga positiva y mueren en la carga negativa.

INTRODUCCION

En esta experiencia llamada “Líneas equipotenciales y campo eléctrico”, se dio a conocer por medio de métodos experimentales, la teoría que habíamos profundizado en clase. Es por esto, que pudimos observar y analizar los efectos que el campo eléctrico produce sobre una superficie y la relación que tiene este con las líneas de campo. Por otra parte, entendimos y comprendimos de mejor manera el significado de líneas equipotenciales y su incidencia en el campo eléctrico. Así mismo, en esta experiencia pudimos llevar a cabo cada uno de los objetivos propuestos, razón por la cual, estamos en la capacidad de responder las preguntas que se presentan más adelante. Por último, podemos decir que por medio de este informe se buscan ampliar los conceptos que se han dado teóricamente en las clases, es decir se busca profundizar y aplicar los principios de la electrostática en nuestras vidas, para así entender la importancia que esta tiene.

OBJETIVOS GENERAL •

Analizar las líneas de campo eléctrico en una región perturbada por dos electrodos, obtenidas a partir del trazo de las líneas equipotenciales

MARCO TEORICO

En esta experiencia, se hace necesario entender y clarificar algunos de los conceptos que se pusieron en práctica tales como: Campo eléctrico: En física, es un ente físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción 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: 𝐸⃗ =

𝐹 𝑄0

(1)

Líneas de campo: Un campo eléctrico estático puede ser representado geométricamente con líneas vectoriales en dirección de la variación del campo, a estas líneas se las conoce como "líneas de campo". Las líneas vectoriales se utilizan para crear una representación gráfica del campo, y pueden ser tantas como sea necesario visualizar. Las líneas de campo son líneas perpendiculares a la superficie del cuerpo, de manera que su tangente 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 la mayor variación direccional en el campo se dirige perpendicularmente a la carga.

Líneas equipotenciales: Al unir los puntos en los que el campo eléctrico es de igual magnitud, se obtiene lo que se conoce como superficies equipotenciales, son aquellas donde el potencial tiene el mismo valor numérico. Potencial eléctrico: En un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva q desde la referencia hasta ese punto, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica, dividido por esa carga. Diferencia de potencial: Es una magnitud física que impulsa a los electrones a lo largo de un conductor en un circuito cerrado. La diferencia de potencial también se define como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico, sobre una partícula cargada, para moverla de un lugar a otro. La diferencia de potencial entre dos puntos de un campo eléctrico es igual al trabajo que realiza dicha unidad de carga positiva para transportarla desde el punto A al punto B. 𝑉𝐵 − 𝑉𝐴 =

𝑊𝐴𝐵 𝑄

(2)

En el Sistema Internacional de Unidades, la diferencia de potencial se mide en voltios (V), al igual que el potencial. Esta es independiente del camino recorrido por la carga, y depende exclusivamente del potencial eléctrico de los puntos A y B en el campo.

EQUIPO UTILIZADO • • • • • • •

Papel en coordenadas cartesianas Cubeta con agua Fuente DC Voltímetro DC Electrodos de laminas de 10 cm por 20 cm Electrodos de puntas Cables

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL a) Relación funcional entre campo eléctrico y potencial eléctrico • llene la cubeta con agua, aproximadamente 2 cm. • Haga el montaje que se muestra en la figura 1.