Superficies Equipotenciales

Resumen

Se busca demostrar que es posible determinar el valor de campo eléctrico a través de la teoría de las superficies equipotenciales, calculando el potencial de estas de dos tipos de condensadores, uno de placas paralelas y otro cilíndrico.

Esto lo logramos armando una cubeta de ondas que en su interior se había vertido agua y que en la parte inferior se pegó una hoja cuadriculada donde marcamos los puntos de igual potencial eléctrico para cada uno de los experimentos.

Para poder realizar el experimento debimos conectar los electrodos positivo y negativo a una fuente de alimentación de 10 volt, ubicando la sonda negativa de un tester en el polo negativo de la fuente. Luego marcamos 10 puntos de igual potencial eléctrico ocupando la sonda positiva del tester; esto lo realizamos tanto para el condensador de placas paralelas como para el condensador cilíndrico.

Después de terminado este paso, se tabulan todos los datos obtenidos y se calcula un promedio de las distancias, que debido a varios factores resulta no ser la misma y con estos valores se fabrican los gráficos para obtener las relaciones funcionales entre distancias y potencial, funciones que son distintas para cada tipo de condensador. Luego usando las fórmulas de campo eléctrico, a través del gradiente del potencial, este se calcula, demostrando así las diferencias que tiene para ambos tipos de condensadores y de que dependen cada uno.

Objetivos

• Obtener experimentalmente las superficies equipotenciales de un condensador plano y uno cilíndrico.

• Determinar la dependencia funcional del potencial con la distancia de un condensador plano y uno cilíndrico.

• Obtener el campo eléctrico a partir de la función potencial de un condensador plano y uno cilíndrico.

Materiales

• 1 Cubeta de ondas.

• 1 Lámpara de 220 Volt

• 1 Voltímetro

• 1 Fuente de poder de CC de 12 Volt

• 1 Juego de armaduras planas y cilíndricas

• 3 Cables punta-caimán

• 1 Cable punta-punta (Sonda)

• 1 Scotch

Procedimiento experimental

Ya armada la cubeta de ondas y sobre ella ubicada una lámpara. En la parte inferior de la cubeta se pega una hoja con papel cuadriculado.

Luego se vierte agua dentro de la cubeta, para posteriormente ubicar las armaduras del condensador de placas planas de forma paralelas en la cubeta. Mida la separación de ambas placas y marque esa posición en el papel cuadriculado.

Conecte los electrodos positivo y negativo a la fuente de alimentación de 10 Volt; para luego ubicar la sonda negativa del tester con el polo negativo de la fuente.

Con la parte positiva del tester, se deben encontrar al menos 10 puntos de igual potencial eléctrico, todos éstos deben ser marcados debidamente en la hoja de papel cuadriculado con su potencial correspondiente. Y así se debe repetir lo anterior para 10 valores distintos de potencial entre los electrodos (1 Volt, 2 Volt, 3 Volt, …).

Retire el papel cuadriculado con sumo cuidado, para no estropear los datos que anteriormente ubicamos.

Ahora debemos repetir todos los pasos a seguir que ya nombramos pero ubicando ahora las armaduras de un condensador cilíndrico.

Introducción teórica:

Definiremos los principales conceptos que se utilizaran para en este informe, para una mejor comprensión de la teoría.

Líneas de fuerza: Son líneas imaginarias que entregan la dirección de un campo. La cantidad de estas líneas es proporcional a la magnitud de la carga. A mayor acercamiento a la partícula cargada, mas aumenta la densidad de las líneas, y mientras más líneas existan, más intenso es el campo eléctrico.

Voltímetro: Instrumento que se utiliza para medir la diferencia de potencial entre los puntos de un circuito eléctrico.

Superficie equipotencial: Son aquellas en las que el potencial toma un valor constante. Estas superficies cortan perpendicularmente las líneas de campo.

Calculo del campo eléctrico a través del potencial eléctrico:

Apunta en la dirección en que

V disminuye más rápidamente.

Resultados:

1.- Condensador de placas planas:

1.A A partir del grafico en papel cuadriculado, registre en la tabla la posición de los puntos equipotenciales entre las placas: su distancia a la placa negativa y su potencial.

Voltaje [volt] Distancia placa negativa [cm]

9 24,4

9 24,45

9 24,5

9 24,55

9 24,55

9 24,6

9 24,55

9 24,5

9 24,45

9 24,4

9 24,3

Promedio: 24,48

Voltaje [volt] Distancia placa negativa [cm]

8 21,1

8 21,05

8 21,15

8 21,1

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