• Author / Uploaded
• FelipeBarbosa

• Categories
• voltaje
• Electricidad
• Campo eléctrico
• Electrostática
• Aluminio

Citation preview

– Líneas equipotenciales  Abstract—En este laboratorio se busca encontrar experimentalmente la “línea” de camino donde el potencial eléctrico siempre sea igual, de ahí el término “equipotencial”. Esto es equivalente a decir. Experimentalmente la diferencia de potencial eléctrica, también conocida como voltaje, y la posición se pueden medir con facilidad. Por lo tanto, el campo eléctrico se determina al conocer el potencial eléctrico en varias posiciones.

INTRODUCIÓN Se estudia la formación de líneas donde el potencial eléctrico (voltaje) tiene el mismo valor, para un sistema de conductores conectados a una fuente de voltaje e inmersos en una cubeta con agua. Estas líneas son conocidas como líneas equipotenciales. La fuente de voltaje promueve la presencia de carga eléctrica en los conductores generándose un campo eléctrico en la cubeta. Utilizando el multímetro como medidor de voltaje, se podrán evidenciar las líneas equipotenciales al realizar barridos buscando los puntos con igual valor de potencial eléctrico. Por medio de la construcción de las líneas equipotenciales, el estudiante podrá evidenciar la relación entre el potencial eléctrico y el campo eléctrico, además de observar la influencia de la forma geométrica de los conductores en dichas líneas Finalmente se estudia el potencial eléctrico en el interior de un anillo conductor cargado para analizar el funcionamiento de una jaula de Faraday.

2. Multímetro. 3. Cables de conexión. 4. Fuente de voltaje. 5. Una cubeta transparente 6. Conductores rectangulares y cilíndricos. 7. Conductor de medición con soporte. 8. Agua para la cubeta. 9. Aro de aluminio. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: Conductores rectangulares 1. Coloque el papel cuadriculado debajo de la cubeta correspondiente a los conductores rectangulares. 2. Introduzca los conductores en los extremos de la cubeta sobre las siluetas dibujadas. 3. Realice las conexiones eléctricas. 4. Encienda la fuente de voltaje y establezca un voltaje de 5 V. 5. Desplace la sonda a lo largo de la cubeta buscando al menos puntos donde la lectura de voltaje en el multímetro sea la misma.

RESULTADOS V (V)

V (V)

3,99±0,01

X (

MARCO TEÓRICO

Y )

(

0 0 0 0 0

En el entorno de un conductor con carga eléctrica, se genera un campo eléctrico 𝐸⃗ . El campo eléctrico puede interaccionar con partículas cargadas cambiando potencialmente su estado de movimiento, de esta manera se puede establecer así una relación entre la energía y la carga eléctrica de la partícula. En este sentido, se define el potencial eléctrico: 𝑢(𝑟) 𝑉(𝑟) = 𝑞 Donde es la energía potencial eléctrica que tendrá una carga en la posición. El campo eléctrico 𝐸⃗ y la diferencia de potencial eléctrico en una dimensión están relacionados por la ecuación de forma integral:

V (V)

2,93±0,01

X )

(

0 1 2 3 4

1,84±0,01

Y )

(

3 3 3 3 3

X )

(

0 4 5 6 7

Y )

(

6 6 6 6 6

Tabla 1. Coordenadas de datos de líneas equipotenciales para conductores rectangulares.

𝑏

⃗⃗⃗ ∆𝑉 = 𝑉𝑏 − 𝑉𝑎 = − ∫ 𝐸⃗ ∗ 𝑑𝑙 𝑎

V (V)

V (V)

3,13±0,01

MONTAJE EXPERIMENTAL RECURSOS UTILIZADOS: 1. Papel milimetrado.

X (

Y )

0 1,75

(

V (V)

2,55±0,01

X )

0 1,251

(

1,75±0,01

Y )

2 2,2

( 0 0,7

X )

(

Y )

5 5,2

) 1 3 5 7 0

( 0 0,6

)

1,9 2 2,2

2,2 2,9 3,75

2,4 2,55 2,66

1,3 2,25 3,13

5,25 6,65 6,5

2 1,6 2,1

Tabla 2. Coordenadas de datos de líneas equipotenciales para conductores circulares. X () 3

Y () 2

V ( V) 4,52±0,01

4

3

4,50±0,01

3

4

4,50±0,01

Tabla 3. Datos de diferencia potencial del anillo conductor