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• Alex Fabian

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Escuela de F´ısica - UPTC-2017

2.3.

Superficies equipotenciales y campo el´ ectrico: Introducci´ on a la capacitancia

CONSULTA PREVIA: Superficie equipotencial, Campo el´ ectrico MATERIAL DE APOYO: 2 hojas de papel milimetrado y cinta transparente

Introducci´ on En esta gu´ıa experimental se dar´a ´enfasis al entendimiento de las propiedades que se presentan en el entorno de cuerpos cargados el´ectricamente, como lo es el campo el´ectrico y las superficies equipotenciales. Por ultimo se explicara la importancia de dos cuerpos cargados de signo contrario el cual es el principio de la capacitancia.

Objetivos General Comprender las propiedades que hay en medio de dos cuerpos cargados y se relaci´on con la capacitancia. Espec´ıficos Analizar las lineas de campo el´ectrico y su variaci´on con la distancia Analizar las superficies equipotenciales.

Fundamento te´ orico ! La propiedad el´ectrica alrededor de un cuerpo cargado se define por su campo el´ectrico E y gr´ aficamente se describe por lineas de campo el´etrico que salen del cuerpo positivo y entran al cuerpo negativo. El estudio se basa en la relaci´on con la diferencia de potencial de la forma E=

dV dr

cuyo valor depende de la geometr´ıa que se este empleando y a la distancia en que calcule.

Procedimiento experimental

Figura 2.4: Dise˜ no experimental para medir la diferencia de potencial en medio de agua. 43

(2.1)

Autor: H. A. Fonseca Monta˜ na

Realice el montaje experimental seg´ un indicaciones dadas y de acuerdo al material disponible como se muestra en la fig. 2.4, donde los c´ırculos negros y las lineas rojas representan los electrodos que se conectan a la fuente. Las l´ıneas naranjas corresponde a la trayectoria en que se realizaran algunas mediciones. El valor del voltaje debe estar entre los 15 Vol y 20 Vol. Debajo de la cubeta de vidrio colocar el sistema de referencia hecho con dos hojas de papel milimetrado. Cada grupo debe escoger una geometr´ıa de las tres primeras que muestra la fig. 2.4 y completar el cuadro 2.2. donde r reptesenta el valor de distancia medido a partir de la superficie de uno de los electrodos. 1

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Tabla 1 4

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V1 (vol)1 r1 (m) E1 = V1 /r1 V2 (vol) r2 (m) E2 = V2 /r2 V3 (vol) r3 (m) E3 = V3 /r3 Tabla 2 V = x y V = x y V = x y Cuadro 2.2: Tabla de datos para el an´ alisis de campo el´ectrico y superficies equipotenciales. La primera tabla corresponde a la medida del potencial a diferentes distancias a lo largo de la l´ınea naranja de la figura. La segunda tabla corresponde a la medida de las coordenadas de puntos en diferentes lugares y que tienen aproximadamente el mismo valor de voltaje para as´ı formar las superficies equipotenciales. Realice las gr´ aficas de Voltaje vs distancia, Campo el´ectrico vs distancia y de su explicaci´on. Por otra parte realice el montaje experimental y sobre ese montaje coloque la gr´afica de las superficies equipotenciales y dibuje las l´ıneas de campo el´ectrico. Deben de tener en cuenta que tanto la teor´ıa y las im´agenes deben decirse de donde fueron tomadas.

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