Informe Nº1 De Fisica 3

Introducción

En este laboratorio aprenderemos acerca de las curvas equipotenciales que en realidad son superficies en el espacio donde se cumple que la diferencia de potencial entre dos puntos de la misma superficie es igual a cero, son semejantes a las curvas de nivel en donde se cumple que para cada curva dos puntos cualquiera tienen la misma elevación y por lo tanto la misma energía potencial gravitatoria es por eso que en estas curvas el voltaje se mantiene constante.

Objetivos

Obtener las gráficas de unas curvas equipotenciales de varias configuraciones sobre una solución conductora .

Conocer el manejo de instrumentos como el galvanómetro

Fundamento Teórico

Si se tiene una carga o un conjunto de ellas, estas originan y producen en el espacio circundante ciertos cambios físicos; a dicha región en donde se sienten los efectos que originan se le conoce como campo eléctrico.

Las manifestaciones cuantitativas que se dan en cada punto del espacio circundante son:

Intensidad del campo eléctrico (E)

El campo eléctrico se manifiesta debido a la fuerza que ejerce sobre una determinada carga de prueba y la intensidad o magnitud de éste es numéricamente igual a la magnitud de la fuerza que experimentaría dicha carga testigo de carga unidad. Es decir:

E= F/q …(1)

Potencial eléctrico (V)

El valor del potencial eléctrico es numéricamente igual al trabajo necesario para trasladar una carga positiva unitaria desde el infinito hasta un punto P(x, y, z).

Es una función escalar que varía de un punto a otro, pero se pueden encontrar un conjunto de éstos que tienen el mismo potencial; a la región geométrica que producen estos puntos se le conoce como Superficie Equipotencial.

Analicemos el trabajo realizado por la fuerza eléctrica en un campo de una carga puntual Q, la cual es colocada en el punto O y como se sabe la presencia de ésta origina un campo eléctrico. Sea la carga de prueba “q” que se desplaza por el campo E desde el punto A hasta el punto B una distancia “ds”. Este desplazamiento por ser muy pequeño puede considerarse rectilíneo, con lo que también se puede despreciar la variación de la fuerza F aplicada la carga “q” considerándola constante en magnitud y en dirección durante el desplazamiento, tal como se indica en el siguiente esquema:

El trabajo elemental dw de la fuerza F en el desplazamiento ds es:

dw=F.ds=F(ds)cosθ (2)

Pero de la figura 1 se observa que:

dr=(ds)cosθ (3)

Reemplazando en la ecuación 1 y sabiendo que F representa a la fuerza de Coulomb obtenemos:

dw=(qQ/(4πε_0 ))dr/r^2 (4)

Por consiguiente si se quiere calcular el trabajo total para trasladar la carga q desde el punto A hasta el punto B y que se encuentran a la distancia rA y rB , se deduce que es la suma total de trabajos elementales; entonces:

W_(A ⟶B)= ∫_(r_A)^(r_B)▒qQ/(4πε_0 ) dr/r^2 (5)

De la definición de la diferencia de potencial se deduce:

ΔV(P)= -∫_(r_A)^(r_B)▒〖E.dr〗 (6)

Para cualquier punto P se tiene:

V(P)=Q/(4πε_0 r) (7)

Líneas de fuerza

Es aquella línea tal que en cada uno de sus puntos el vector E le es tangente.

El trabajo que se realiza al trasladar una carga

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