Informe Campo Electrico

Continuando con la relación de los fenómenos eléctricos y los gravitatorios, es conocido que existe una expresión matemática para el caso gravitacional que relaciona la fuerza y la energía y por ende el campo y el potencial

Esta ecuación implica que los sistemas gravitacionales son conservativos, o sea que si el punto a y b tienen la misma ubicación, entonces el trabajo para ir de a hasta b es cero.

Compruebe rápidamente y de forma numérica, que la ecuación anterior es válida para un cuerpo de masa m lanzado verticalmente hacia arriba que alcanza una altura h. Calcule el trabajo realizado por la fuerza gravitacional y el cambio en la energía potencial.

Usando la definición de trabajo, tenemos:

(1)

Reemplazando la fuerza por la expresión que la relaciona con el campo en (1), se tiene:

(2)

Pasando la carga a dividir al lado derecho de la ecuación se llega a:

(3)

La expresión del lado derecho es conocida como diferencia de potencial

(4)

La forma de estas ecuaciones, son las mismas para el caso gravitacional como para el caso eléctrico.

Reemplazando (3) en (4),

(5)

Asumiendo que el potencial en b es V y en a es cero, lo cual es válido para una energía potencial, entonces la ecuación (5) quedará como:

(6)

Realizando la derivada a ambos lados, tenemos

(7)

(8)

Esta expresión relaciona el campo eléctrico con la diferencia de potencial

EQUIPO SUMINISTRADO:

• Equipo por grupo de trabajo.

o 1 Cubeta.

o 1 Fuente de Voltaje DC

o 1 Voltímetro digital.

o 2 Electrodos rectangulares.

o 2 Electrodos cilíndricos macizos.

o 1 Electrodo anular de 20 cm.

o 1 Electrodo anular de 10 cm.

o 1 Compás acrílico.

o 2 Cables banana - banana.

o Paño limpiador.

• Equipo para todo el salón.

o Fuente de alto voltaje con variac

o Cubeta con aceite.

o Semillas.

o 2 Lámparas para calcar.

o Recipiente dispensador de agua

o Recipiente para colectar aguas

ACTIVIDADES

1. Para comenzar demuestre en la cubeta que un sistema eléctrico es conservativo

2. Idee un método experimental para obtener la magnitud y la dirección del campo eléctrico en un punto cualquiera de la cubeta con electrodos alimentados a un voltaje menor a 15V.

3. Para una configuración de electrodos, diferente a la de dos cilindros macizos o los dos electrodos rectangulares, encuentre y trace las líneas de campo eléctrico en una hoja de papel.

i) Halle y analice los valores de magnitud del campo a lo largo de una de las líneas de campo.

4. Introduzca un material conductor en la configuración anterior y determine el comportamiento en magnitud y dirección del campo eléctrico dentro y alrededor del conductor.

5. Observe y explique el comportamiento de semillas en una cubeta con dos electrodos conectados a un alto voltaje

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