LÍNEAS EQUIPOTENCIALES Y DE CAMPO ELÉCTRICO CARGA ELÉCTRICA

OBJETIVOS.

• Identificar las líneas equipotenciales y a partir de ellas ubicar las líneas de campo eléctrico.

• Identificar la importancia de la sal, la cual permite que la carga eléctrica viaje de un punto al otro, ocasionando una reacción química llamada sulfatación.

• Comprobar que existen dos tipos de carga eléctrica.

• Demostrar los tipos de carga que se generan frotando distintos tipos de material como los son: la lana y el plástico.

MARCO TEÓRICO.

En física, la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico origina una de las cuatro interacciones fundamentales: la interacción electromagnética. Desde el punto de vista del modelo estándar la carga eléctrica es una medida de la capacidad de la partícula para intercambiar fotones.

Una de las principales características de la carga eléctrica es que se conserva, en cualquier proceso físico, la carga total de un sistema aislado se conserva. Es decir, la suma algebraica de cargas positivas y negativas presente en cierto instante no varía. Qi=Qf

La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno demostrado experimentalmente por Robert Millikan. Por razones históricas, a los electrones se les asignó carga negativa: –1, también expresada –e. Los protones tienen carga positiva: +1 o +e. A los quarks se les asigna carga fraccionaria: ±1/3 o ±2/3, aunque no se han podido observar libres en la naturaleza.

El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación:

(1)

En los modelos relativistas actuales, el campo eléctrico se incorpora, junto con el campo magnético, en campo tensorial cuadridimensional, denominado campo electromagnético Fμν.

Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como en campos magnéticos variables. Las primeras descripciones de los fenómenos eléctricos, como la ley de Coulomb, sólo tenían en cuenta las cargas eléctricas, pero las investigaciones de Michael Faraday y los estudios posteriores de James Clerk Maxwell permitieron establecer las leyes completas en las que también se tiene en cuenta la variación del campo magnético.

Esta definición general indica que el campo no es directamente medible, sino que lo que es observable es su efecto sobre alguna carga colocada en su seno. La idea de campo eléctrico fue propuesta por Faraday al demostrar el principio de inducción electromagnética en el año 1832.

La unidad del campo eléctrico en el SI es Newton por Culombio (N/C), Voltio por metro (V/m) o, en unidades básicas, kg•m•s−3•A−1 y la ecuación dimensional es MLT-3I-1.

ANÁLISIS Y RESULTADOS.

 Líneas equipotenciales y de campo eléctrico:

Cuando realizamos este laboratorio observamos que en cualquier punto donde ubicáramos el terminal de la batería se iba a produciendo un mismo voltaje (3v), a la vez se iba produciendo una reacción química llamada sulfatar, la cual consiste e n que por ayuda de la sal y la corriente eléctrica el cobre de los cables pasa de un material u otro, en este caso la bandeja.

El laboratorio consiste en:

Tomamos una bandeja y sobre esta ponemos una hoja de papel cuadriculado, luego humedecemos la hoja de papel y esparcimos sobre ella sal para que ayude a conducir la corriente eléctrica, luego tomamos el multímetro lo ponemos en corriente alterna y medimos en distintos puntos de la hoja, claro manteniendo siempre el terminal del multímetro sobre el terminal de la batería en un solo punto.

1. ¿Es posible que las líneas equipotenciales se crucen? Explica tu respuesta.

R/ No, porque sería una contradicción en el concepto de diferencia de potencial. Si 2 líneas tienen diferente potencial, esa diferencia se

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