Curvas Equipotenciales

Título:

“Curvas Equipotenciales”

Objetivo:

El objetivo fundamental del presente experimento es determinar la forma de la distribución de las curvas equipotenciales, asimismo analizar la relación entre el campo eléctrico y la variación del potencial y por ultimo representar gráficamente las curvas equipotenciales de varias configuraciones de carga eléctrica, la cual se encuentra dentro de una solución conductora.

Demostrar en forma experimental, que las líneas o curvas equipotenciales son paralelas entre sí, y a su vez perpendiculares a las líneas de campo eléctrico.

También mediante las gráficas de las curvas equipotenciales y como consecuencia de las líneas de campo eléctrico, poder identificar cuando una zona está influenciada por un campo intenso o no.

Equipos:

Una fuente de poder de D. C. (2V): Fuente de corriente directa, es la que proporcionan las baterías generalmente, comúnmente utilizada en aparatos electrónicos, aunque se conectan a la energía alterna, ya cuentan con pequeños transformadores que se encargan de convertirla en DC o CD.

Un voltímetro: Un voltímetro es aquel aparato o dispositivo que se utiliza a fin de medir, de manera directa o indirecta, la diferencia potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. Se usa tanto por los especialistas y reparadores de artefactos eléctricos, como por aficionados en el hogar para diversos fines; la tecnología actual ha permitido poner en el mercado versiones económicas y al mismo tiempo precisas para el uso general, dispositivos presentes en cualquier casa de ventas dedicada a la electrónica. y servomecanismos.

Electrodos: El metal en contacto con el electrolito tiene, por un lado, tendencia a disolverse, con lo que queda cargado negativamente. Y, por otro lado, a que iones del electrolito se depositen sobre el metal con lo que se alcanza el equilibrio en un determinado momento. Se ha creado, pues, una diferencia de potencial entre el metal y el electrolito. Para poder medir esta diferencia de potencial se adoptó un electrodo patrón que es el electrodo normal de hidrógeno, al cual, por convención y a cualquier temperatura, se le asignó el valor cero.

Papel conductor: tiene la capacidad de conducir electricidad, pero un voltaje muy bajo y x un tiempo muy cortó ya que no tiene la misma resistencia que por ejemplo un cable de cobre. es conductor pero de poca resistencia.

Una lámina de papel milimetrado: Es papel impreso con finas líneas entrecruzadas, separadas según una distancia determinada (normalmente 1 mm en la escala regular). Estas líneas se usan como guías de dibujo, especialmente para graficar funciones matemáticas o datos experimentales y diagramas.

Fundamento Teórico:

Curvas equipotenciales

Toda carga creada en el espacio que lo rodea tanto un campo eléctrico vectorial E como un campo de potencial eléctrico escalar V, cuyas expresiones están en función de la distanciar de un punto dado en consideración y de la magnitud de la carga. En general, la dependencia espacial explícita de esos campos E y V depende de la forma como espacialmente estén distribuidas las cargas. En el caso de cargas puntuales se presenta una simetría esférica, de modo que los campos E y V presentan una disminución radial en sus valores y tienden a cero a medida que nos alejamos de las cargas que producen los campos. Matemáticamente hablando, expresamos esas variaciones como:

□((E(r) ) ⃗=1/(4πϵ_0 ) Q/r^2 )(x_r ) ⃗

V=1/(4πϵ_0 ) Q/r

Donde Q es la magnitud de la carga que genera el campo eléctrico E con su respectivo signo y es el vector unitario dirigido desde la carga hasta el punto donde se calcula el campo eléctrico E. En el caso de dos placas conductoras paralelas el campo E presenta un valor constante en la región comprendida entre las placas; pero el potencial eléctrico V es directamente proporcional a la distancia perpendicular medida en referencia a uno de los electrodos, que desde el punto de vista experimental generalmente es tomada en un circuito desde el punto de potencial cero o tierra. Notamos entonces dos cosas importantes: la diferencia en el valor que toman el campo eléctrico E y el potencial eléctrico V, y adicionalmente el hecho de que SOLO para distancias perpendiculares la variación de V es proporcional con la distancia. Matemáticamente hablando, estos comportamientos son correlacionados mediante el concepto de gradiente ya que se está relacionando un campo vectorial E con un campo escalar V. El gradiente en este caso, es definido por un vector (el campo eléctrico E en este caso) que se encuentra normal a una superficie o curva en el espacio ya que esa será la dirección en la cual el potencial eléctrico cambiará más rápidamente. Formalmente:

E ⃗=-∇V

Un aspecto importante de los campos electrostáticos es que en la región entre los electrodos tendremos conjuntos de puntos geométricos que presentan el mismo valor del potencial. A esas superficies que cumplen ese

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