UNIVERSIDAD NACIONALDE COLOMBIA. MEDELLÍN. FACULTAD DE CIENCIAS. ESCUELA DE FÍSICA

LABORATORIO DE FÍSICA II. SEMESTRE 01-2005

CAMPO ELECTRICO

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OBJETIVOS.

1. Trazar líneas de campo para dos configuraciones de electrodos. 2. Hallar la forma funcional del Campo Eléctrico con la posición, para una configuración de electrodos.

INTRODUCCION

Como sabemos el trabajo de la fuerza eléctrica al mover una carga de un punto P1 a un punto P2, si el campo es uniforme entre dichos puntos, será: VqEsqEW ps ∆−=∆−=∆= (1)

en virtud a que esta fuerza es de tipo conservativo; siendo 12 VVV −=∆ la diferencia de potencial eléctrico entre P1 y P2, Es = Ecosθ la componente del campo en la dirección de movimiento y ∆s la separación espacial de los puntos.

Figura 1. Componente del campo eléctrico a lo largo de la línea P1P2 Ahora, si la dirección del campo fuera la misma del vector us encontraríamos que Es = E, como su valor máximo posible, pues el ángulo entre vectores sería nulo. De este modo de (1) tendríamos que:

o (2)

si se conoce la variación funcional del potencial con la distancia bajo la consideración del limite ∆s→ 0. De lo anterior, llegamos a que es posible conocer el campo entre los puntos P1 y P2 en el caso en que Es es máximo; no obstante la ecuación (1) ofrece otra alternativa y es que si desconocemos la ubicación del punto P2 que respecto al punto P1 determina la dirección del campo, bastará con encontrar el punto alrededor de P1 para el cual a un

s∆ fijo el V∆ es máximo ya que en este caso Es sería máximo e igual a el valor del campo entre dichos puntos. De este modo, hemos encontrado que la dirección del campo eléctrico lo determina la máxima variación del potencial y más específicamente el máximo decrecimiento de este debido al signo menos de la ecuación (2).

dsdVE −=

sVE∆∆

−=

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EQUIPO SUMINISTRADO: o 1 Cubeta. o 1 Fuente de voltaje c.c. o 1 Voltímetro digital. o 2 Electrodos rectangulares. o 2 Electrodos en disco. o 1 Electrodo anular de φ 20 cm. o 1 Electrodo anular de φ 10 cm.

o 1 Compás acrílico. o 2 Cables banana - banana. o Sacudidor.

Equipo para todo el salón. o Lámpara para cubeta. o Balde.

PROCEDIMIENTO

1) Para cada configuración trace Líneas de Campo. 2) Introduzca un material conductor en una de las configuraciones y determine

el comportamiento del Campo dentro y alrededor de este. 3) Para el caso de cilindros no concéntricos, realice mediciones de potencial a

lo largo de la línea que los une.

CUESTIONARIO

1. Para la configuración de electrodos cilíndricos: a) Trace las Líneas de Campo. b) Con los datos de potencial grafique intensidad de Campo vs.

distancia. Analice el comportamiento de la curva. c) Asocie un modelo teórico para el campo a lo largo de la línea que

une los electrodos. Grafique Campo vs. distancia para el modelo teórico. Linealice dicha función y contrástela con la regresión lineal de la función linealizada, evaluada en los valores de distancias medidos. Determine tanto la pendiente de la recta experimental como su desviación, y compare estos valores con el valor teórico de la pendiente estimado por propagación de errores a partir de los valores considerados en la experiencia.

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2. Para la otra configuración de electrodos trace las Líneas de Campo. ¿Observa alguna relación entre Líneas de Campo con las equipotenciales obtenidas en la práctica anterior?

3. ¿Cómo es el Campo en el interior de los electrodos?, ¿Qué sucede con

las Líneas de Campo Eléctrico cuando en la región entre los electrodos se introduce un metal?.