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7/21/2019 Informe de Fisica 3 Campo Electrico
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“Año de la Promoción de la Industria
Responsable y del Compromiso Climático”
FACULTAD DE CIENCIAS
BIOLOGICASInforme de laboratorio #3
“CAMPO ELÉTRICO”
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[CAMPO ELÉCTRICO]Laboratoriode Físia
CAMPO ELÉCTRICO
I! OB"ETI#OS
Dibuamos las l!neas e"uipotenciales eneradas por electrodos$
%&aluamos la diferencia de potencial entre dos puntos$
Calculamos la intensidad del campo el'ctrico$
%studiamos las caracter!sticas principales del campo el'ctrico$
II! INSTRUMENTOS $ MATERIALES
FUENTE DECORRIENTE DIRECTA
#OLT%METROPAPEL
MILIMETRADO
%s un dispositi&o "ue
con&ierte las
tensiones alternas de
la red de suministro(
en una o &arias
tensiones(
prácticamente
continuas( "ue
alimentan los
circuitos$
)n &olt!metro es un
instrumento "ue sir&epara medir la
diferencia de
potencial entre dos
puntos de un circuito
el'ctrico$
%s un papel impreso
con *nas l!neas
entrecru+adas(
separadas se,n una
distancia determinada
-normalmente . mm
en la escala reular/$
RE&STATO SAL INTERRUPTOR
PRAC0ICA 12
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Consiste en la
reulación de laintensidad de
corriente a tra&'s de
la cara( de forma "ue
se controla la cantidad
de ener!a "ue 4uye
5acia la misma$
6os electrolitos de la
sal son a"uellas
sustancias "ue aldisol&erse en aua
permiten el paso de
la corriente el'ctrica$
)n interruptor es parte
de un circuitoel'ctrico( el "ue
permite interrumpir el
paso de la corriente( o
tambi'n des&iarlo a
otro conductor$
III!PROCEDIMIENTO
.$ Colocamos los dispositi&os tal como se muestra en la '()ra *+ teniendo como base el circuito de la '()ra ,
Fi()ra * '()ra ,
PRAC0ICA 12 3
CUBO DE #IDRIO PLACA DE COBRE PUNTA DE PRUEBA
7aterial "ue nos
ayudara para el paso
de la electricidad por
medio de la salmuera$
Constituyen los
electrodos( "ue deben
ser sumeridos en el
electrolito sin "uelleuen a entrar en
contacto$
%s un dispositi&o "ue
permite reali+ar una
cone8ión f!sica entre
una fuente de señal opunto de prueba$
%lectrodo
%lectrodo
Cube
9olt!metr
C):%0A C;1A<)A=A6AD
9
Reóstato
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$ Auste el curso del reóstato -asta obte.er ).a sa/ida de 0 1o/tios-entre el e8tremo *o y el e8tremo &ariable$
3$ 1o conecte la fuente 5asta "ue el profesor re&isen "ue las
cone8iones est'n dispuestas con&enientemente$
>$ <ra*car un sistema de coordenadas cartesiana utili+ando la misma
escalas( en dos 5oas de papel milimetrado$
PRAC0ICA 12 >
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?$ Colocar en una de las 5oas de papel milimetrado( debao de la
cubeta$
@$ %c5ar aua en la cubeta 5asta "ue esta alcance apro8imadamente
.cm de altura
$ %c5ar cuc5araditas de sal en el aua y remo&er 5asta "ue est'
completamente disuelta$
PRAC0ICA 12 ?
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B$ Con la ayuda del puntero -electrodo de punta/ encontrar una l!nea
e"uipotencial$ y trasladar dic5os puntos al seundo papel
milimetrado$ )tilice para este procedimiento las coordenadas
establecidas$
$ )na dic5os puntos para encontrar una l!nea e"uipotencial$
.$;btener alrededor de . l!neas e"uipotenciales( en el espacio entre
el electrodo plano y el circular
..$Dibue la posición de los electrodos en el papel milimetrado
PRAC0ICA 12 @
)bicación delelectro
do
)bicación del
electrodo
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.$0eniendo como referencia las l!neas e"uipotenciales 5asta 5allar por
lo menos . l!neas de fuer+a$
PRAC0ICA 12
)bicación del primerpunto de referencia del
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III! CUESTIONARIO2
*! Deter3i.e /a 3a(.it)d de/ a34o e/5trio e.tre /as /í.ease6)i4ote.ia/es7 Es e/ a34o e/5trio ).i8or3e!
Lí.eas de/ a34o e/5trio
E %l campo el'ctrico se representa rá*camente mediante las llamadasl!neas de campo o l!neas de fuer+a( las cuales tienen la misma dirección "ueel &ector campo de cada punto$
Pro4iedades2
=on abiertas( salen siempre de las caras positi&as o del in*nito y
terminan en el in*nito o en las caras neati&as$
%l n2 de l!neas "ue salan de una cara positi&a o entren en una
cara neati&a debe de ser proporcional a dic5a cara$
6as l!neas de campo no pueden cortarse$ De lo contrario( en el
punto de corte e8istir!an &ectores campos distintos$
=i un campo es uniforme( las l!neas de campo son rectas paralelas$
C9/)/o de/ 1a/or de/ a34o e/5trio e. ). 4).to deter3i.ado
Para calcular el &alor del campo el'ctrico en un punto como el A(
situado entre dos e"uipotenciales de &alores 9. y 9 &oltios ( seprocede de la siuiente formaF A GA.
0ra+ar la l!nea más corta entre las dos %P y "ue pase por A$
0enemos as! dos puntos de corte( A. y A$ Determinar la distancia entre ambos puntos a partir de sus
coordenadas rectanulares o con una rela$ %l &alor -módulo o intensidad/ del campo el'ctrico en el punto A se
calcula se,n la e8presiónF
E : ; #* <#, ; = d >*?
PRAC0ICA 12 B
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%ste &alor es apro8imado por"ue se trata del &alor medio "ue 5ay
entre las dos %P$ %l sentido del campo es el "ue &a del potencial mayor al menor$
Tra@ado de /as /í.eas de a34o e/5trio!
6as l!neas de campo el'ctrico son l!neas perpendiculares a las l!neas %P y
tambi'n a la super*cie de los electrodos -ya "ue estos son conductores/$
=ólo se podrán tra+ar correctamente cuando tenamos su*cientes l!neas %P
pró8imas( pero podemos reali+ar un procedimiento apro8imado para el caso
en el "ue se dispona de pocas$
a/ Partir de un punto perif'rico de uno de los electrodos y tra+ar unal!nea perpendicular a este punto( 5asta encontrar la %P más pró8ima$
b/ 7arcar un punto en la mitad del semento tra+ado$c/ Desde este ,ltimo punto( tra+ar la perpendicular a la %P más pró8ima$d/ A partir de este punto( repetir todo el proceso paso a paso 5asta
encontrar al otro electrodo$e/ 6a l!nea de campo el'ctrico pasará por todos los puntos$
Para determinar la manitud del campo el'ctrico entre las l!neas
e"uipotenciales( se utili+ará una fórmula "ue est' en función de la
diferencia de potencial entre dos puntos y la distancia "ue los separa$ %stafórmula esF % H -9: 9A/ J d Para los diferentes puntos se tieneFG
E* : >!<!,?= !* :E, : >!, !0?= !* : E : >!0 !*?= !* : !E: >!* ,!0?=!*:!E: >,!0 ,!,?= !* : ,0!E0: >,!, *!H?= !*:,E : >*!H *!?= !* : !E : >*! *?= !* : ,0!EH : >* !*?= !* : 0
,! )5 so. /as /í.eas e6)i4ote.ia/es!
Líneas Equipotenciales:
6as l!neas e"uipotenciales son como las l!neas de contorno de un mapa "uetu&iera tra+ada las l!neas de iual altitud$ %n este caso la KaltitudK es elpotencial el'ctrico o &oltae$ 6as l!neas e"uipotenciales son siempreperpendiculares al campo el'ctrico$ %n tres dimensiones esas l!neas formansuper*cies e"uipotenciales$
%l mo&imiento a lo laro de una super*cie e"uipotencial( no reali+a trabao(
por"ue ese mo&imiento es siempre perpendicular al campo el'ctrico .
PRAC0ICA 12
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Líneas Equipotenciales: Campo Constante
En las placas conductoras como
las de los condensadores, las
líneas del campo eléctrico son
perpendiculares a las placas y las
líneas equipotenciales son
paralelas a las placas.
! Dib)Je /as /í.eas e6)i4ote.ia/es 4ara e/ siste3a dee/etrodos 6)e )ti/i@K7
! Por 6)5 /as /í.eas de 8)er@a .o se r)@a.7
1unca se cru+an( pues si lo 5icieran( no podr!a determinarse la dirección"ue tendr!a la fuer+a sobre una cara en el punto de intersección$ Como lafuer+a en cual"uier punto solo puede tener una sola dirección( es e&idente "ue lasl!neas de campo amás se cortan$ 0ampoco es posible "ue dos l!nease"uipotenciales diferentes se crucen ya "ue 'stas siempre sonperpendiculares a las l!neas de fuer+a( en consecuencia( son paralelas entres!$ Por otro lado normalmente un electrodo produce l!neas de fuer+adiriidas desde una cara positi&a a una neati&a( todo ello representa elcampo el'ctrico( su dirección( su densidad y com,nmente no se altera su
estado normal ya "ue 5ay otras caras "ue pueden oriinar un totaldese"uilibrio en este sistema$
PRAC0ICA 12 .
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! )e di8ere.ia se3eJa.@as eiste. e.te e/ a34o e/5trio e/ a34o (ra1itatorio
Diferencian y semean+as e8isten entre el campo el'ctrico y el campo
ra&itatorio$
Fg=G q
2
r2
Fe= 1
4 π ԑ r2
m2
r2
=emean+as Diferencias Relacionados in&ersamente con
la distancia Ambas están poseen
constantes para sus cálculos$
%l campo ra&itatorio depende
la masa mientras el campo
el'ctrico depende de la cara$ 6as fuer+as pueden cambiar
enormemente se,n sea una
part!cula subatómica o uncuerpo rande$
Relacionando las ecuaciones del campo el'ctrico y ra&itatorio para una
part!cula L con una mH@$@>8.GM "HNe H3$8.G.C tenemosF
Fe
Fg=
1
4 π ԑ
q2
m2
3.2 x 10−19
C ¿2
¿
6.67 x10−27
kg¿2
¿¿
¿ 9.0 x10
9 N . m
2/C
2
6.67 x 10−11
N . m2/kg
2¿
¿3.1 x 1035
PRAC0ICA 12 ..
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%ste n,mero tan asombrosamente rande indica "ue( en tal situación la
fuer+a ra&itacional es despreciable en comparación con la fuer+a el'ctrica$
%sto siempre se cumple para interacciones de part!culas atómicas y
subatómicas$ 1o obstante( para obetos del tamaño de un ser 5umano o de
un planeta( las caras positi&a y neati&a son casi iuales en manitud( y la
fuer+a el'ctrica neta por lo eneral es muc5o menor "ue la ra&itacional$
@$ Oue aplicaciones tiene el campo el'ctrico en tu especialidad
Aplicaciones "ue tiene el campo el'ctrico en tu especialidad$
)na de las aplicaciones es el electrocardiorama( este dispositi&o mide las
diferencias de potenciales "ue se produce en el musculo del cora+ón(
causado por las despolari+aciones de las membranas y as! tener un
reistro$
I#! OBSER#ACIONES
$7ientras se reali+aron alunas mediciones( no se pudo e&itardespla+ar alunos electrodos( enerando "ue se &ol&iese a repetir lasmediciones desde las condiciones in!ciales
$6os puntos dibuados sobre el papel milimetrado no son del todoprecisos con respecto a la punta de prueba sobre el conductor( esto
se debe a la perspecti&a del obser&ador con respecto al otro papelmilimetrado debao de la fuente de &idrio y el l!"uido conductor$
$Ambos papeles milimetrados presentan unos ees "ue facilitan laubicación de los puntos del campo el'ctrico medidos$
#! CONCLUCIONES
Conforme a las mediciones se determinó ciertas reiones donde lospuntos coinciden en el potencial medido(
PRAC0ICA 12 .
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Al unir estos puntos sobre el papel milimetrado mediante una l!nea sedetermina las reiones e"uipotenciales$
PRAC0ICA 12 .3