INTRODUCCIONEn este informe veremos lo que viene hacer un campo elctrico como aquel medio no sustancial donde intervienen cargas elctricas, caracterizado por la magnitud vectorial intensidad, tambin veremos lo que es el potencial elctrico como el trabajo que realiza la fuerza elctrica en un campo para trasladar una carga hacia un lugar lejano (infinito)Y se hablara de las superficies equipotenciales como el lugar geomtrico que tienen igual potencial elctrico, culminando con las conclusiones ms importantes de este informe.

OBJETIVOS

Saber los conceptos de campo elctrico (intensidad, lneas de fuerza), potencial elctrico (superficie equipotencial).

Graficar las curvas equipotenciales de varias configuraciones de carga elctrica, dentro de una solucin conductora.

FUNDAMENTO TEORICO

Campo elctricoEl campo elctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella regin del espacio en donde se dejan sentir sus efectos. As, si en un punto cualquiera del espacio en donde est definido un campo elctrico se coloca una carga de prueba o carga testigo, se observar la aparicin de fuerzas elctricas, es decir, de atracciones o de repulsiones sobre ella.

El punto P puede ser cualquiera del espacio que rodea a la carga Q. Cada punto P del espacio que rodea a la carga Q tiene una nueva propiedad, que se denomina campo elctrico E que describiremos mediante una magnitud vectorial, que se define como la fuerza sobre la unidad de carga positiva imaginariamente situada en el punto P.

La unidad de medida del campo en el S.I. de unidades es el N/C. Ahora veremos la relacin entre fuerzas y campo, una carga en el seno de un campo elctrico E experimenta una fuerza proporcional al campo cuyo mdulo es F=qE, cuya direccin es la misma, pero el sentido puede ser el mismo o el contrario dependiendo de que la carga sea positiva o negativa.

Potencial elctricoSe define el potencial se define como el trabajo realizado para trasladar un objeto de un punto a otro. En particular, para el caso elctrico, definimos el potencial elctrico del punto A al punto B, como el trabajo realizado para trasladar una carga positiva unitaria q de un punto a otro, desde B hasta A.

las unidades para el potencial elctrico son de (Joules/Coulombs o Volts).

Ahora veremos lo que viene una hacer una superficie equipotencial.

El lugar geomtrico de los puntos de igual potencial elctrico se denomina superficie equipotencial. Para dar una descripcin general del campo elctrico en una cierta regin del espacio, se puede utilizar un conjunto de superficies equipotenciales, correspondiendo cada superficie a un valor diferente de potencial. Otra forma de cumplir tal finalidad es utilizar las lneas de fuerza y tales formas de descripcin estn ntimamente relacionadas.No se requiere trabajo para mover una carga de prueba entre dos puntos de una misma superficie equipotencial, lo cual queda manifestado por la expresin:

puesto que debe ser nulo si . Esto es vlido porque la diferencia de potencial es independiente de la trayectoria de unin entre los dos puntos an cuando la misma no se encuentre totalmente en la superficie considerada. La figura ( 1 ) muestra un conjunto arbitrario de superficies equipotenciales. El trabajo necesario para mover una carga siguiendo las trayectorias I y II' es cero porque comienzan y terminan en la misma superficie equipotencial. El trabajo que se necesita para mover una carga segn las trayectorias I' y II no es cero, pero tiene el mismo valor porque las trayectorias unen el mismo par de superficies equipotenciales. Las superficies equipotenciales son siempre perpendiculares a las lneas de fuerza y, por consiguiente, a . Si no fuera as, el campo tendra una componente en ella y, por consiguiente, debera hacerse trabajo para mover la carga en la superficie. Ahora bien, si la misma es equipotencial, no se hace trabajo en ella, por lo tanto el campo debe ser perpendicular a la superficie. Para un par de placas paralelas en las cuales se cumple que , donde d es la distancia entre las placas paralelas y E es el campo elctrico constante en la regin entre las placas.

Figura (1)PARTE EXPERIMENTALEquipo: Una bandeja de plstico

Una bandeja de poder D.C. (2 V)

Un galvanmetro

Electrodos

Solucin de sulfato de cobre

Tres lminas de papel milimetrado

Procedimiento:

Coloque debajo de la cubeta, una hoja de papel milimetrado en el que se haya trazado un sistema de coordenadas cartesianas, haciendo coincidir el origen con el centro de la cubeta: vierta en la cubeta la solucin de sulfato de cobre que es el elemento conductor de cargas, haciendo que la altura del lquido no sea mayor de un centmetro; establezca el circuito que se muestra a continuacin.a) Electrodos b) Fuente de poderc) Galvanmetrod) Cubeta de plstico

Situ los electrodos equidistantes del origen sobre un eje de coordenadas y establezca una diferencia de potencial entre ellos mediante una fuente de poder. Para establecer las curvas equipotenciales deber encontrar un mnimo de nueve puntos equipotenciales pertenecientes a dicha curva, estando cuatro de ellos en los cuadrantes del semi eje Y positivo y cuatro en los cuadrantes del semieje Y negativo, y un punto sobre el eje X. Las siguientes recomendaciones facilitaran al experimentador una mayor comodidad en el manejo del equipo y mejor redaccin del informe.

1) Para encontrar dos puntos equipotenciales, coloque el puntero fijo en un punto cuyas coordenadas sean nmeros enteros, mantenindolo fijo mientras localiza 7 puntos equipotenciales.

2) El puntero mvil deber moverse paralelamente al eje X, siendo la ordenada Y un nmero entero, hasta que el galvanmetro marque cero de diferencia de potencial.

3) Para el siguiente punto haga variar el puntero mvil en un cierto rango de aproximadamente 2 cm en el eje Y, luego repita la operacin anterior.

4) Para establecer otra curva equipotencial haga variar el puntero fijo en un rango de 2 a 3 cm en el eje X y repita los pasos anteriores (1), (2), (3).

5) Para cada configuracin de electrodos deber encontrarse un mnimo de cinco curvas correspondiendo dos a cada lado del origen de coordenadas y una que pase por dicho origen. Resultados:

1) Establezca las curvas equipotenciales para los siguientes casos:a) Punto-Placab) Punto-Anilloc) Placa-AnilloDatos:Punto Placa:(-7.3;-8.1)(-4.9;-8.8)(-2.4;-8.5)(2.7;-8.6)(8.4;-8.6)

(-7;-5.4)(-4.5;-5.1)(-2.3;-4.7)(2.9;-6.1)(6.6;-5.1)

(-6.8;-2.1)(-4.5;-1.2)(-2.2;-1.7)(2.5;-1.4)(6.9;-1.5)

(-6.9;0.9)(-4.5;0.8)(-2.4;0.7)(2.7;1.3)(7.2;4.5)

(-7.1;3.7)(-4.6;3.4)(-2.3;4)(2.7;4.5)(8.6;6)

(-7.3;5.6)(-4.8;7.1)(-2.2;7.6)(2.8;8.2)(9.5;8.7)

Punto Anillo(-8.8;-8.3)(-5.6;-8.2)(0.1;-6.8)(5.8;-8.1)(8.7;-7.5)

(-7.6;-4.9)(-4.6;-3.8)(0.1;-4.2)(5.4;-3.3)(7.7;-3.8)

(-7.1;-1.4)(-4.5;-1.7)(0.3;0.4)(5.3;-0.1)(7.1;-1.1)

(-7.3;1.4)(-4.9;4)(0.3;3.1)(5.4;2.2)(7.4;1.9)

(-7;4.1)(-5.2;5.8)(0.2;6.4)(5.8;4.9)(8.9;6)

(-8.3;7.3)(-5.7;9.7)(0.2;-1.1)(6.3;7.3)(9.8;6)

Placa - Anillo(-8.8;-8.3)(-5.6;-8.2)(0.1;-6.8)(5.8;-8.1)(8.7;-7.5)

(-7.6;-4.9)(-4.6;-3.8)(0.1;-4.2)(5.4;-3.3)(7.7;-3.8)

(-7.1;-1.4)(-4.5;-1.7)(0.3;0.4)(5.3;-0.1)(7.1;-1.1)

(-7.3;1.4)(-4.9;4)(0.3;3.1)(5.4;2.2)(7.4;1.9)

(-7;4.1)(-5.2;5.8)(0.2;6.4)(5.8;4.9)(8.9;6)

(-8.3;7.3)(-5.7;9.7)(0.2;-1.1)(6.3;7.3)(9.8;6)

CONCLUSIONES Donde las lneas de fuerza estn ms juntas el campo es capaz de ejercer ms fuerza.

La fuerza del campo sobre una partcula es tangente a las lneas de fuerza.

Si una carga positiva se coloca en una regin donde existe un campo elctrico, este le ejerce fuerza en la direccin de las lneas, si la carga fuese negativo seria en direccin opuesta.

Las lneas de fuerza son perpendiculares con las superficies equipotenciales.

Las lneas de fuerza se dirigen en donde el potencial mayor hacia donde es menor.

Las lneas de fuerza de una carga positiva es saliente. Las lneas de fuerza de una carga negativa es entrante.BIBLIOGRAFIA Electrosttica y Magnetismo, LEYVA NAVEROS, Humberto, MOSHERA S.R.L., 1999, Per, Lima.

Fsica General III, ASMAT AZAHUANCHE, Humberto, SAGSA S.A., 1995, Per, Lima.

Fsica para Ciencias e Ingeniera, RESNICK, Robert , Ed. Continental S.A. 1967

c

d

X

Y

a

a

b