Analizar las características principales del campo eléctrico

OBJETIVOS

 Analizar las características principales del campo eléctrico.

 Determinar la intensidad media del campo eléctrico.

 Graficar las superficies equipotenciales y las líneas de campo eléctrico en el plano.

 Calcular la diferencia de potencial entre dos puntos.

CUESTIONARIO

1. Determine la magnitud del campo eléctrico entre las líneas equipotenciales. ¿El campo eléctrico es uniforme? ¿Por qué?

Para resolver esta pregunta utilizaremos la ecuación:

E : Intensidad del campo eléctrico.

VA - VB : Potencial de un punto A y B respectivamente, de una línea potencial.

d: Distancia entre las dos líneas equipotenciales.

Línea Equipotencial Voltaje en la Línea

(v) Distancia medida entre Líneas

(m) Campo Eléctrico

(V/m)

A 5 0.113 42.25

B 5 0.101 49.5

C 5 0.086 58.14

D 5 0.048 104.17

E 5 0.031 161.29

F 5 0.047 106.38

G 5 0.079 63.29

H 5 0.086 58.14

I 5 0.129 38.76

Estos cálculos han sido realizados midiendo d sobre el eje X de la gráfica de líneas equipotenciales. Consideremos una parte infinitesimal de la superficie exterior del cilindro (cátodo), y otra de la superficie de la placa (ánodo), ubicadas ambas sobre el eje X. Si las superficies laterales del cilindro y la placa son equivalentes y tienen cargas iguales, pero de diferente signo, la densidad de carga es la misma para ambas; tenemos así que la disposición de dos placas paralelas con la misma área y carga produciéndose sobre ellas un campo eléctrico uniforme, es decir, sobre el eje X el campo entre los electrodos es constante.

Esto se puede demostrar con la tabla, ya que ubicamos en el experimento el centro de coordenadas en medio de la placa y el cilindro y estos se encuentran en el eje X equidistando del eje Y, las líneas de la A-H de la tabla que se muestran son datos tomados de la placa al eje Y, y las líneas de la H-O son datos tomados desde el eje Y hasta el cilindro, es por ello que a partir de la línea H hay una diferencia en el campo eléctrico.

Como observamos en la experiencia el campo en cada tramo de 0.01m no es uniforme .Debido a errores sistemáticos:

• Error al ubicar los puntos de potencial con la varilla puntiaguda conectada al voltímetro causado por falla óptica del experimentador.

• Error en la lectura del voltímetro; al carecer esta de escala.

2. En su gráfica, dibuje algunas líneas equipotenciales para el sistema de electrodos que utilizó.

El grafico se adjuntara con el informe

3. ¿Cómo serían las líneas equipotenciales si los electrodos fueran de diferentes formas?

Las líneas equipotenciales adoptan la forma del cuerpo (electrodo) con el que trabajamos, es decir, si trabajamos con un cuerpo circular las líneas equipotenciales serian circulares, de aquí deducimos que si utilizáramos un cuerpo con forma muy distinta, entonces las líneas equipotenciales adoptarían la forma de dicho cuerpo.

4. ¿Por qué nunca se cruzan las líneas equipotenciales?

Ya que no podría determinarse la dirección que tendría la fuerza sobre una carga en el punto de intersección. Como la fuerza en cualquier punto solo puede tener una sola dirección, es evidente que las líneas de campo jamás se cortan. Tampoco es posible que haiga un punto con 2 potenciales distintos.

Tampoco es posible que dos líneas equipotenciales diferentes se crucen ya que éstas siempre son perpendiculares a las líneas de fuerza, en consecuencia, son paralelas entre sí. Por otro lado normalmente un electrodo más cercano a la línea equipotencial produce líneas de fuerza dirigidas desde una carga positiva a una negativa y hace que dicha línea forme una curva, todo ella representa el campo eléctrico, su dirección, su densidad y comúnmente no se altera su estado normal ya que hay otras cargas que pueden originar un total desequilibrio en este sistema.

Porque cada una busca su destino en el polo opuesto del imán o campo electromagnético, como si fueran muchas pilas cada negativo, buscaría su correspondiente positivo sin interesarse en los demás.

5. Si Ud. imaginariamente coloca una carga de prueba en una corriente electrolítica ¿Cuál será su camino de recorrido?

En la corriente electrolítica, el campo eléctrico tiene como dirección desde el electrodo de mayor potencial al electrodo de menor potencial, así que ese será el camino que seguirá la carga de prueba.

Como las líneas de fuerza se dirigen desde el electrodo al electrodo negativo, entonces,

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