Física General II Práctica de laboratorio I

Física General II

Práctica de laboratorio I

Fecha de realización:17 de marzo

Fecha de entrega:14 de abril

1.Introducción

En este experimento virtual representaremos líneas equipotenciales y de fuerza eléctrica para un arreglo bipolar de carga (dipolo eléctrico, cuando las cargas son de distinto signo). Se encontrarán puntos equipotenciales que uniéndolos producirán líneas equipotenciales.

2.Objetivo
Determinar las líneas de fuerza del campo eléctrico a partir de las líneas equipotenciales de un arreglo de dos cargas puntuales.

3.Fundamentación

Campo eléctrico generado por cargas puntuales.

El campo eléctrico es la manifestación física de la carga eléctrica en el espacio circundante y tiene carácter vectorial. El primero en proponer la idea de campo eléctrico fue Faraday en sus experimentos de electricidad. El campo eléctrico es un conjunto de vectores que llenan el espacio (3D) aunque en la Figura 1 se muestra una representación en dos dimensiones (2D). 

[pic 1]

Figura 1. Campo eléctrico de cargas puntuales

El campo eléctrico para una carga puntual es:

[pic 2]

donde el vector [pic 3]es un vector unitario que debe tener las direcciones y sentidos de acuerdo al signo de la carga. Cuando existen varias cargas puntuales, aplicamos el principio de superposición y el campo eléctrico total en el espacio circundante es:

[pic 4]

El potencial eléctrico de cargas puntuales

La carga eléctrica genera en su entorno o espacio circundante, dos campos. Uno posee naturaleza vectorial, el campo eléctrico y el otro posee naturaleza escalar, el potencial eléctrico, y se denota como V. Ambos campos están íntimamente relacionados, mediante la ecuación:

[pic 5](El campo eléctrico apunta en la dirección en la que el potencial disminuye más rápidamente)

El potencial eléctrico generado por una carga puntual es:

[pic 6]

Cuando existen varias cargas [pic 7]el potencial total es  [pic 9][pic 8]

4.Procedimiento.

4a. Acceder o descargar el applet de BU (Boston University).

http://physics.bu.edu/~duffy/Ejs/EP_chapter17/ejs_bu_EField_and_Potential_2D.jar

Es importante tener el Java JRE instalado

[pic 10]

Figura 2. Vista inicial de la pantalla de la app (Izquierda). Se observa el menú de cargas eléctricas (derecha)

A la derecha del applet se presentan diversos deslizadores para incluir cargas y modificar sus valores. Las unidades de la carga eléctrica están en micro-Coulombs. (μC). Cargas rojas significan cargas positivas y azules son negativas. En la parte inferior se observan los valores de campo eléctrico y potencial eléctrico, así como las coordenadas.

4b. Colocar dos cargas, una de +2 μC y otra de -3 μC en alguna orientación, a una distancia no menor a 4m.

[pic 11]

[pic 12] Ubicación carga positiva

[pic 13]Ubicacíon carga negativa

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