Laboratorio De Fisica Iii

PRÁCTICA DE LABORATORIO No. 2

LÍNEAS EQUIPOTENCIALES Y LÍNEAS DE CAMPO ELÉCTRICO

1. OBJETIVOS GENERALES:

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

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

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

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

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

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

2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

2.1 Observar experimentalmente la formación de líneas equipotenciales para diversas distribuciones de carga (electrodos).

2.2 Verificar experimentalmente la aparición de líneas de campo eléctrico entre los electrodos y comprobar que ellas son mutuamente ortogonales con las líneas equipotenciales.

2.3 Establecer las características generales que poseen las líneas de campo y las líneas equipotenciales para un conjunto de electrodos dados.

3. CONCEPTOS A AFIANZAR:

3.1 Distinguir entre campo eléctrico y líneas de campo eléctrico

3.2 Distinguir entre diferencia de potencial y línea equipotencial.

3.3 Medición de variables eléctricas básicas.

3.4 Cuantificación de errores e incertidumbres de medición para variables físicas eléctricas

4. TÉCNICAS EXPERIMENTALES:

4.1 Verificación del montaje experimental y toma de datos experimentales.

4.2 Procesamiento de la información para la obtención de los resultados experimentales.

4.3 Determinación de las variables de interés y realización de gráficas para comprobar las similitudes y diferencias con respecto al ideal teórico esperado para las configuraciones seleccionadas en la práctica.

4.4 Estimación de fuentes de error en las variables de influencia y las variables bajo estudio.

4.5 Obtención experimental de correlaciones entre la forma de los electrodos y las líneas equipotenciales y de campo eléctrico.

4.6 Cálculo de incertidumbres por métodos no estadísticos o de estimación (tipo B) para la forma de una línea equipotencial y de una línea de campo eléctrico.

5. TIEMPO NECESARIO PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:

2 Horas.

6. EQUIPO REQUERIDO:

6.1 Soporte plástico y base rectangular de corcho.

6.2 Papel conductor con diversos grabados de electrodos impresos sobre el.

6.3 Cables conductores con empalmes planos y circulares en sus extremos.

6.4 Pines metálicos para adherir el papel conductor a la base de corcho y para conectar los electrodos a la fuente de voltaje y al multímetro.

6.5 Copias con grabado a escala de la rejilla del papel conductor para la representación de los electrodos y los datos experimentales.

6.6 Voltímetro digital con impedancia de entrada mayor a 10M

6.7 Fuente de voltaje regulada DC (salida superior a 10 V y corriente Superior a 0,10 A)

7. MARCO TEÓRICO:

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

(1)

Esta cantidad también recibe el nombre de “voltaje” entre los puntos a y b.

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).

8. PROCEDIMIENTO:

1) Monte

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