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• Johana Pérez

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LÍNEAS EQUIPOTENCIALES RESUMEN

1. Coloque los 2 electrodos positivos en el agua y mediante cables conéctelos a la fuente de voltaje. 2. Coloque una hoja de papel milimetrado debajo del vidrio de la cubeta. De tal manera que la pueda observar claramente y una segunda hoja en la mesa de trabajo para transcribir los puntos experimentales. 3. Conecte el voltímetro de acuerdo con el circuito. 4. Disponga en la fuente de voltaje una diferencia de potencial menos de 10 v y conéctela a los electrodos. 5. El extremo positivo del voltímetro lo llamaremos el “Explorador”. Mueva este dentro del agua y observe como varía el potencial cuando lo trasladamos del electrodo positivo (anillo) al negativo (lámina). 6. Ahora con el explorador busque en la cubeta puntos que tengan el mismo potencial: por ejemplo: 3v. Traslade esos puntos al papel milimetrado que tiene en la mesa de trabajo. 7. Repita la operación 7 para los valores de potencial de 3, 5, 6, 8 y 9 V.

8. Trace una línea continua que corte las líneas equipotenciales obtenidas, de tal forma que el corte en todos los puntos sea perpendicular. Estas líneas, representan las líneas de campo eléctrico. 9. Repita todo el procedimiento para electrodos de las siguientes formas: Una lámina y un anillo y Dos laminas Mediante esta práctica de laboratorio se pudo obtener las líneas equidistantes, producidas por un anillo y una vara la cual se identificaron con el voltímetro. Introducción Las superficies equipotenciales son aquellas en que el potencial toma un valor constante que son el lugar geométrico de los puntos del espacio en los que la potencia tiene un mismo valor, es decir, la familia de superficies [1]. Una característica importante de las superficiales equipotenciales es que son perpendiculares a las líneas de fuerza del campo eléctrico en todo punto, lo cual resulta de las propiedades del operador gradiente [3].

Líneas equipotenciales: La separación de las líneas equipotenciales indica la intensidad

del campo eléctrico. Cuanto más juntas están, mayor es el módulo del campo (Por supuesto, suponiendo que las líneas equipotenciales se hayan trazado con una diferencia de potencial fija de una a la siguiente) [4]. Si las líneas equipotenciales tienen una separación uniforme, se puede asumir que el campo eléctrico es constante.

Líneas de campo eléctrico Líneas imaginarias que detallan, los cambios de dirección de las fuerzas al pasar de un punto a otro. El campo eléctrico ya que tiene magnitud y sentido, se basa de una cantidad vectorial y por supuesto las líneas de fuerza señala las trayectorias que seguirían las partículas positivas si se fuesen libremente a las fuerzas de campo. El campo eléctrico será un vector tangente a la línea de fuerza en cualquier punto considerado.

El campo debido a una carga puntual negativa en el mapa de líneas de fuerza seria análogo, pero dirigidas hacia la carga central. Como causa de lo anterior, en el caso de los campos debidos a diferentes cargas de líneas de fuerza nacen siempre de las cargas positivas y mueren en las negativas. Se dice por ello que las primeras son manantiales y las segundas sumideros de líneas de fuerza. Las líneas equipotenciales de una carga puntual se ven como señala el siguiente grafico.

Distribución de líneas equipotenciales por una carga puntual positiva.

Líneas de fuerza Es fácil tener acceso a una representación grafica de un campo de fuerzas con la ayuda de las líneas de fuerza, una carga puntual positiva obtendrá lugar a un mapa de línea de fuerzas radiales, las fuerzas eléctricas demuestran siempre que actúan en la dirección de la línea que una a las cargas interactuantes y guiadas hacia fuera porque las cargas móviles positivas se mueven en ese sentido (fuerzas repulsivas).

Distribución de líneas equipotenciales generada por dos cargas puntuales de signo contrario.

Distribución de líneas equipotenciales generada por dos cargas de igual signo.

Distribución de líneas equipotenciales generada por dos placas paralelas. ANÁLISIS y RESULTADOS RESULTADOS ESPERADOS 

1 Momento Electrodos positivos2 anillos

V 2V P x y 1 8,7 25,1





2 Momento Electrodo (+) y (-) Anillo y lámina

3 Momentoelectrodos negativosdos láminas

x

3V y

x

5V y

x

7V y

5,4

28,5

0

18

0,4

8,1

2

13,4

26,0

20

28

4

16,5

2,2

9,5

3

14,8

24,1

18,7

22,5

16,2

15,3

5,7

4

11,7

26,4

9,9

18,5

18,6

15,4

5

10,9

19,5

6

24,4

9,9

15,8

15, 5 18, 7

11, 9 12 9,8

x

9V y

15, 1 13, 7 7,6

7,3

11, 5 12, 6

11, 6 11, 4

10, 5 8,4

potencial va aumentando a medida que se va acercando el explorador a la lamina y por tanto a medida que se va alejando del aro, por tal motivo, se puede deducir que el aro tiene carga positiva y la lamina, carga negativa, ya que si la carga es positiva, tiende a tener menor potencial, mientras que si la carga es negativa, tiene un mayor potencial.

V P x 1

2V y

3,1

25,4

3V y

x 19,3

5V y

x

21,5

18,4

7V y

x

15,6

16,3

9V

4 5

6,5

25,5

13

21,9

10,9

16,4

13,6

11,6

8,4

25,5

10

21,8

7,8

16,3

12

10

11,9

25,4

8,6

21,9

4,5

15,8

6,3

10,7

19,4

25,0

5,6

22

3,7

15,5

3,2

8,5

V 2V P x y 1 0,5 25 24,6 2 7 3 9,7 24,3 4 12, 24,3 5

4 16, 2

24,3

3V y

x

5V y

x

x

y

14,8

5,4

12,6

8,7

10,9

9,1

8,2

8,2

7,0

6,3

10,6

2 3

x

7V y

x

9V y

1,7

21,3

1,9

14,4

19,4

8,1

20,3

2,5

4,9

21,2

3,9

14,1

15,6

8,3

16,5

2,6

8,1

20,9

17,2

14,5

12,1

8,4

12,1

2,7

10, 9 13, 8

20,7 14,6

14,4

8,6

8,5

7,2

2,8

11,7

14,4

5,4

8,3

2,7

2,6

20,8

Analisis Como podemos ver en la sección b) resultados, en el 2 momento, el

La carga negativa, es decir, la lamina, tiene más energía potencial y menos energía cinética lejos de la carga positiva fija, que en este caso era el aro; mientras que si la carga negativa se encuentra cerca de la positiva, la lámina tendrá más energía cinética y menos energía potencial. El momento citado anteriormente, permite ver que a medida que el potencial se va acercando a la lamina, los puntos van tomando cada vez más la forma de la lámina, asi se puede explicar la forma que tienen las líneas equipotenciales, por medio de la concentración del campo eléctrico y como las carga del mismo se distribuye en los electrodos los cuales pueden tener un mínimo o máximo valor de la carga dentro del campo haciendo que las líneas equipotenciales tomen su forma, es decir varían su magnitud y dirección de acuerdo a la forma del cuerpo cargado a la distribución de su carga. Por ejemplo las líneas que están cerca al electrodo circular toman la forma de una parábola o las líneas equipotenciales van de forma circular y las de campo van de forma radial disminuyendo a medida que se aleja del polo cargado.

Conclusiones  







No existen líneas equipotenciales si el voltaje en un espacio es el mismo. Las líneas de campo eléctrico dependen de la ubicación de las líneas equipotenciales, porque son perpendiculares a ellas. Gracias al análisis realizado, se observó que dos líneas equipotenciales nunca se van a intersecar, debido a que no puede haber un punto que tenga a la vez dos potenciales distintos. Así mismo las líneas equipotenciales tienden a curvarse según la forma del electrodo que se encuentra más cerca, debido a la carga de este. Demostrado en los 3 momentos anteriores. El potencial eléctrico en un punto del campo se mide por el trabajo que es necesario efectuar para llevar la unidad de masa eléctrica desde el infinito hasta dicho punto. El potencial eléctrico en la distribución de carga realizada con un aro y una lámina, va aumentando a medida que se va acercando a la lámina, ya que esta es de carga positiva.

5. Referencias 1. SERWAY Raymond. Física para ciencias e ingeniería. 2004. THOMSON.

2. SEARS Zemansky. Fisica Universitaria. 2004. PEARSON Addison Wesley. 3. Guia de laboratorio. FIsica 2. Universidad de la salle. 4. http://rabfis15.uco.es/lvct/desc argas/fisica/20/tutorial/Tutorial/ Potencial3tut.htm 5. http://acer.forestales.upm.es/b asicas/udfisica/asignaturas/fisi ca/electro/potencial.html [1]. 6. http://www.slideshare.net/guest d93ebf/infome-2-lineasequipotenciales-y-campoelectrico[3] 7. http://www.slideshare.net/fpinel a/potencial-electrico-fsicacespol 8. http://www.estp.gsfc.nasa.gov/ Education/Mfldline.html 9. http://es.scribd.com/doc/19496 904/informe-lineasequipotenciales