Tarea SEPARACION EN PLACAS PARALELAS OBJETIVOS
KEVIN ECOS ALATarea12 de Abril de 2018
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CAMPO ELECTRICO Y LA DISTANCIA DE
SEPARACION EN PLACAS PARALELAS
1.- OBJETIVOS
1.1 Verificación experimental del comportamiento del modelo matemático que relaciona el campo eléctrico entre placas planas y paralelas y la distancia de separación entre ellas.
1.2 Determinación, para este caso, de la constante de proporcionalidad entre el campo eléctrico y la distancia de separación entre placas con un error probable del 1%.
2.- FUNDAMENTO TEÓRICO
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Figura 1
[pic 3]
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[pic 9]
Para este caso la diferencia de potencial electrico solo varia en la direccion del
eje y:
[pic 10][pic 11]
[pic 12]
Entonces cambiando por d, se tiene:[pic 13]
[pic 14]
Reacomodando:
[pic 15]
[pic 16]
El campo eléctrico es uniforme y haciendo:
[pic 17]
La expresión final queda como:
[pic 18]
3- HIPOTESIS EXPERIMENTAL
“El campo eléctrico en medio de dos placas planas y paralelas varia en forma inversamente proporcional a la distancia de separación entre placas de manera que varía en forma de una función hiperbólica de primer grado para una diferencia de potencial eléctrico constante”
4.-INSTALACION DEL SISTEMA DE EXPERIMENTO
[pic 19]
5.-REGISTRO DE DATOS EXPERIMENTAL
Tabla 1
Instrumento | Clase | Es. Max | Error. Abs | Unidad |
Voltímetro | 0.5 | 200 | 1 | [V] |
Electrómetro | 0.5 | 20 | 0.1 | [KV/m] |
Tabla No. 2
MAGNITUD | MEDIDA |
Voltaje en las placas VP | 104[V] |
Tabla N° 3
Nº | d ± δ d [cm] | E ± δ E [KV/m] |
1 | 1.0 ± 0.1 | 10.78 ± 0.1 |
2 | 2.0 ± 0.1 | 5.78 ± 0.1 |
3 | 3.0 ± 0.1 | 3.68 ± 0.1 |
4 | 4.0 ± 0.1 | 2.73 ± 0.1 |
5 | 5.0 ± 0.1 | 2.14 ± 0.1 |
6 | 6.0 ± 0.1 | 1.79 ± 0.1 |
7 | 7.0 ± 0.1 | 1.53 ± 0.1 |
8 | 8.0 ± 0.1 | 1.33 ± 0.1 |
9 | 9.0 ± 0.1 | 1.17± 0.1 |
10 | 10.0 ± 0.1 | 1.04 ± 0.1 |
Preparación de la tabla de datos experimentales
Tabla 3
Nº | d ± δ d [m] | E ± δ E [V/m] |
1 | 0.01 ± 0.001 | 10780 ± 100 |
2 | 0.02 ± 0.001 | 5780 ± 100 |
3 | 0.03 ± 0.001 | 3680 ± 100 |
4 | 0.04 ± 0.001 | 2730 ± 100 |
5 | 0.05 ± 0.001 | 2140 ± 100 |
6 | 0.06 ± 0.001 | 1790 ± 100 |
7 | 0.07 ± 0.001 | 1530 ± 100 |
8 | 0.08 ± 0.001 | 1330 ± 100 |
9 | 0.09 ± 0.001 | 1170 ± 100 |
10 | 0.10 ± 0.001 | 1040 ± 100 |
6.- RESULTADOS EXPERIMENTALES
6.1.- COMPROBACIÓN DEL MODELO MATEMATICO
[pic 20]
[pic 21]
Figura 3
Análisis:
Los datos experimentales y el modelo matemático se corresponden suficientemente en forma satisfactoria de manera que el modelo matemático teórico tiene la propiedad de representar a los datos del sistema de experimentación.
6.2.- VALOR DE LA CONSTANTE DE PROPORCIONALIDAD V
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6.3.- MODELO MATEMATICO Y SU COMPORTAMIENTO
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[pic 28]
Figura 4[pic 29]
7.- CUESTIONARIO
7.1 ¿Por qué el campo eléctrico entre las placas disminuye o aumenta cuando la distancia de separación aumenta o disminuye respectivamente?
Es porque el campo eléctrico varía en forma inversamente proporcional a la distancia.
7.2 El campo eléctrico entre las placas: ¿Depende de la diferencia de potencial eléctrico o de la distancia de separación?
Depende de la distancia de separación entre placas, y no así de la diferencia de potencial mientras más cerca estén las placas entre sí, el campo eléctrico será mayor y mientras más lejos estén las placas entre sí, el campo será menor.
7.3 ¿Qué propiedades deben cumplir el campo vectorial del campo eléctrico para ser considerado como campo eléctrico uniforme?
El campo eléctrico uniforme, es aquel en el cual el campo vectorial del campo eléctrico tiene el mismo modulo, dirección y sentido en todos sus puntos, en cuyo caso las líneas de campo eléctrico son equidistantes y paralelas.
7.4 Si la distancia de separación entre las placas se hace cero: ¿El campo eléctrico que valor adquiere?
No existe campo eléctrico, ya que las dos placas estarían unidas formando un solo cuerpo que distribuye su carga por toda su superficie.
7.5 Si del modelo matemático se despeja la diferencia de potencial eléctrico queda como:
[pic 30]
¿La diferencia de potencial eléctrico o voltaje V depende de la distancia d? justificar su respuesta.
Si depende de la distancia mientras cambie la distancia el voltaje también cambiara
Depende tanto del campo eléctrico como de la distancia, esto se debe a que la diferencia de potencial o voltaje V depende del producto de los valores del campo eléctrico y distancia, si uno de estos cambia la diferencia de potencial también lo hará.
7.6 ¿Existen evidencias a favor de la hipótesis experimental? y ¿Cuáles son?
Si, en la obtención de datos y posterior representación gráfica se pudo evidenciar que el campo eléctrico es inversamente proporcional a la separación entre placas, de la misma forma que el modelo matemático comprobando la hipótesis experimental.
7.7 cuando se introduce un material aislante en medio del campo eléctrico entre las placas, este último:
a) aumenta reforzándose
b) disminuye debilitándose
c) se hace igual acero
7.8 cuando aumenta la distancia de separación entre las placas, para una tensión constante, las líneas de campo eléctrico son:
a) uniformes, como campo vectorial uniforme.
b) se hacen menos uniformes como campo vectorial.
c) se hacen cero
8.- BIBLIOGRAFIA
- Ing. Jaime Burgos M, Guía de laboratorio de FISICA III.
9.- APENDICE
9.1.- PRUEBA DEL MODELO MATEMATICO
[pic 31]
[pic 32]
Figura 5
9.2.- DETERMINACION DE LA CONSTANTE DE PROPORCIONALIDAD V
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