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Marzo 24, 2009 Laboratorio de Física Electricidad

Departamento de Matemáticas y Física ©Ciencias Básicas Universidad del Norte – Colombia____________

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

Cindy Méndez García Email: [email protected] Ingeniería Mecánica

David Bolívar De Oro Email: [email protected] Ingeniería Mecánica

Steven Lavalle García Email: [email protected] Ingeniería Mecánica

ABSTRACT Through this experiment we analyze the electric field lines from a region disturbed by two electrodes, (with two boards or two concentric circles) obtained from stroke equipotential lines. RESUMEN Por medio de este experimento analizamos las líneas de campo eléctrico de una región perturbada por dos electrodos (ya sean dos placas o dos círculos concéntricos), obtenidas a partir del trazo de las líneas equipotenciales. •

INTRODUCCION Y OBJETIVO

La diferencia de potencial entre dos puntos es el trabajo empleado para llevar la unidad de carga positiva de uno a otro. El potencial cero se establece por convención, en general en el infinito. La función potencial se define en cada punto como la diferencia de potencial entre ese punto y el infinito. Es una función escalar, que asigna a cada punto un trabajo (producto escalar de fuerza por distancia). Las líneas equipotenciales son intersecciones de las superficies equipotenciales con el plano del dibujo. Nótese que las líneas equipotenciales no pueden cortarse (un punto no puede tener dos potenciales distintos al mismo tiempo) Las líneas equipotenciales no tienen ninguna dirección definida. Una carga de prueba situada sobre una línea equipotencial no tiende a seguirla, sino a avanzar hacia otras de menor potencial.

Al contrario que las líneas de campo eléctrico, las líneas equipotenciales son siempre continuas. No tienen principio ni final. Dada la simetría del montaje, para cada potencial hemos escogido únicamente puntos por encima del eje de ordenadas (en ambos experimentos). La representación gráfica por debajo de dicho eje será simétrica.

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MARCO TEORICO

El concepto de energía potencial se presenta con fuerzas conservativas; debido a que la fuerza electrostática dada por la fuerza de Coulomb es conservativa, los fenómenos electrostáticos pueden describirse convenientemente en términos de una energía potencial eléctrica. Esto nos permite definir un potencial eléctrico. Se define como Potencial Eléctrico (V) de un campo eléctrico en un punto, el trabajo que deben realizar las fuerzas del campo para trasladar la unidad de carga positiva desde dicho punto a una región en la que no se perciba la influencia de la carga generadora del campo. En relación con el valor del potencial eléctrico, su aplicación práctica se lleva a cabo utilizando la magnitud de la “diferencia de potencial” entre dos puntos de un mismo campo, que es equivalente al trabajo necesario para trasladar la unidad de carga positiva de un punto A a un punto B. Se denomina “superficie equipotencial” al lugar geométrico de los puntos cuyos valores de potencial eléctrico son iguales. •

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

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DATOS OBTENIDOS

Gráfica 1

Gráfica 2

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ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS

Gráfica 1: Las líneas equipotenciales se trazaron para 3 y 5 voltios, el radio es constante porque el potencial es constante. Gráfica 2: Las líneas equipotenciales se trazaron para 3 y 5 voltios, las de 3 voltios describen una parábola y las de 5 voltios una línea recta. •

CONCLUSIONES

Pregunta 2: En la experiencia con el dipolo la línea equipotencial de 3 voltios se mostró como una parábola que rodeaba la carga; cuando la línea equipotencial es de 5 voltios, se mostró como una recta. El estudio de la segunda carga nos mostró que el comportamiento de las líneas equipotenciales de 3 y 5 voltios se mostraron exactamente igual. Pregunta 3: Están distribuidos uniformemente en forma de círculos alrededor del punto central, dándonos como resultado que a mayor radio, mayor voltaje. Preguntas Problematológicas 1. ¿Qué significado físico tiene el hecho que las líneas equipotenciales estén igualmente espaciadas? R/. Están igualmente espaciadas porque las cargas del dipolo tienen la misma magnitud, por ende producen la misma diferencia de potencial a una distancia determinada.

• BIBLIOGRAFIA [1] R.A. Serway, “Física” Tomo II. 4ta Edición. Ed. MC. Graw-Hill (1997)