Potencial Electrico

Introducción.

Con el desarrollo de esta nueva experiencia podremos reconocer los factores de los cuales depende la capacitancia de un condensador, y aprenderemos el significado físico que tiene esta en un capacitor; además de establecer las relaciones mencionadas en el anterior punto, analizando también el campo eléctrico del experimento.

Objetivos.

1) Familiarizar al estudiante con diversas técnicas de experimentación en física e ingeniería.

2) Verificar experimentalmente algunas de las predicciones de los modelos, teorías o leyes fundamentales estudiadas en clase.

3) Desarrollar y fortalecer habilidades de trabajo en grupo, así como de preparación de informes técnicos utilizando diferentes tipos de formatos.

4) Propiciar un espacio de trabajo para la discusión en grupo sobre temas técnicos y fortalecer el saber científico y profesional de los estudiantes.

5) Confrontar a los estudiantes con la problemática asociada a la toma, manipulación, organización, representación e interpretación de datos técnicos experimentales.

6) Cultivar en los estudiantes los valores éticos implícitos en el trabajo científico experimental.

Marco Teórico.

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 q sufre los efectos de una fuerza eléctrica.

Dada una configuración de cargas eléctricas distribuidas sobre un conductor existen conjuntos de puntos que están a un mismo potencial. Estos conjuntos de puntos conforman superficies denominadas superficies equipotenciales. Si se conocen las superficies equipotenciales de una configuración de cargas dada es posible hallar, a partir de ellas, las líneas del campo eléctrico generadas por la configuración.

La diferencia de potencial entre dos puntos a y b se define por la expresión.

La Ecuación (1) (al igual que los voltímetros) sólo permite encontrar la diferencia de potencial entre dos puntos, más no los valores individuales Va o Vb. Afortunadamente, en electricidad casi siempre es más importante saber la diferencia de potencial entre dos puntos que el potencial en cada punto. Así, es usual asignar el valor de referencia cero al potencial de un punto arbitrario (generalmente la tierra) y se miden los potenciales de otros puntos respecto al punto escogido como referencia.

En este experimento se van a determinar superficies equipotenciales en la región comprendida entre dos electrodos conectados a una fuente de voltaje (ver figura 1). Los electrodos están impresos (dibujados con una tinta especial rica en plata) sobre una hoja de papel conductor (papel impregnado de carbón) el cual permite el paso de pequeñas cantidades de corriente entre los electrodos, formándose con ello un medio conductor en donde se produce y se puede medir una diferencia de potencial entre cualquier par de puntos a y b (ecuación 1).

Material.

1) Una hoja con un plano de coordenadas.

2) Un traste de plástico (aproximadamente de 30cm de largo y 15cm de ancho).

3) Sal (3 cucharadas).

4) Una cuchara.

5) Una botella de agua.

Procedimiento.

1) Primero colocamos agua en el traste de plástico.

2) Luego abajo del traste de plástico colocamos el papel de las coordenadas.

3) Después le pones 3 cucharadas de sal.

4) Luego colocas las dos puntas de la fuente de voltaje en los puntos deseados.

5) Y al final colocas el voltímetro en los vectores que elegiste.

Resultados.

Los resultados que tuvimos al momento de colocar agua con sal al traste de plástico es que cuando uno pone las dos puntas de la fuente del voltaje en los puntos finales de X positiva y de X negativa, al momento de elegir una coordenada pones el voltímetro en el punto de tus coordenadas y veras el voltaje que tiene cada una de tus coordenadas en este caso fueron 5 coordenadas que sacamos.

Conclusión.

Con el desarrollo de esta experiencia obtuvimos las siguientes conclusiones: Si variamos la carga contenida en un capacitor sin tocar su capacitancia, el potencial en este también cambiara en la misma proporción que la carga, lo que quiere decir que la carga y el potencial son directamente proporcionales.

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