Electricidad y Magnetismo Superficies equipotencialesManuel RoseroTecnologa electromecnicaResumen En la siguiente prctica, se emple un montaje para generar un campo elctrico entre dos placa tanto de cobre como de zinc, obteniendo una superficie equipotencial plana, con ayuda de un voltmetro tomamos en total veinte lecturas, donde se desplaza un punto (terminal positivo de voltmetro) determinando el potencial elctrico, evidenciando lneas de fuerza y lneas equipotenciales.

IntroduccinPotencial elctrico. Superficies equipotencialesUna carga elctrica puntual q (carga de prueba) tiene, en presencia de otra carga q1(carga fuente), una energa potencial electrosttica. De modo semejante a la relacin que se establece entre la fuerza y el campo elctrico, se puede definir una magnitud escalar, potencial elctrico (V) que tenga en cuenta la perturbacin que la carga fuente q1 produce en un punto del espacio, de manera que cuando se sita en ese punto la carga de prueba, el sistema adquiere una energa potencial.El potencial elctrico creado por una carga q1 en un punto a una distancia r se define como:

Por lo que una carga de prueba q situada en ese punto tendr una energa potencial U dada por:

El potencial depende slo de la carga fuente y sus unidades en el Sistema Internacional son los voltios (V). El origen para el potencial se toma en el infinito, para mantener el criterio elegido para la energa.Para calcular el potencial en un punto generado por varias cargas fuente se suman los potenciales creados por cada una de ellas, teniendo en cuenta que es una magnitud escalar y que ser positivo o negativo dependiendo del signo de la carga fuente.El trabajo realizado por la fuerza electrosttica para llevar una carga q desde un punto A a un punto B se puede expresar entonces en funcin de la diferencia de potencial entre A y B:

Bajo la nica accin de la fuerza electrosttica, todas las cargas tienden a moverse de modo que el trabajo de la fuerza sea positivo, es decir, de modo que disminuye su energa potencial. Esto significa que:las cargas de prueba positivas se mueven hacia donde el potencial elctrico disminuye y las cargas de prueba negativas se mueven hacia donde el potencial aumentaRecordando la definicin de trabajo de una fuerza:

Podemos obtener la relacin entre el campo elctrico y la diferencia de potencial entre dos puntos:

De esta expresin se deduce que en una regin del espacio en la que el campo elctrico es nulo, el potencial es constante.Para calcular el campo elctrico a partir del potencial se utiliza el operador gradiente, de modo anlogo a cmo se obtiene la fuerza a partir de la energa potencial:

Superficies equipotencialesLas superficies equipotenciales son aquellas en las que el potencial toma un valor constante. Por ejemplo, las superficies equipotenciales creadas por cargas puntuales son esferas concntricas centradas en la carga, como se deduce de la definicin de potencial (r = cte).

Superficies equipotenciales creadas por una carga puntual positiva (a) y otra negativa (b)Si recordamos la expresin para el trabajo, es evidente que:Cuando una carga se mueve sobre una superficie equipotencial la fuerza electrosttica no realiza trabajo, puesto que laVes nula.Por otra parte, para que el trabajo realizado por una fuerza sea nulo, sta debe ser perpendicular al desplazamiento, por lo queel campo elctrico(paralelo a la fuerza)es siempre perpendicular a las superficies equipotenciales. En la figura anterior (a) se observa que en el desplazamiento sobre la superficie equipotencial desde el puntoAhasta elBel campo elctrico es perpendicular al desplazamiento.Lneas EquipotencialesLas lneas equipotenciales son como las lneas de contorno de un mapa que tuviera trazada las lneas de igual altitud. En este caso la "altitud" es el potencial elctrico o voltaje. Las lneas equipotenciales son siempre perpendiculares al campo elctrico. En tres dimensiones esas lneas forman superficies equipotenciales. El movimiento a lo largo de una superficie equipotencial, no realiza trabajo, porque ese movimiento es siempre perpendicular al campo elctrico.

Lneas Equipotenciales: Campo ConstanteEn las placas conductoras como las de los condensadores, las lneas del campo elctrico son perpendiculares a las placas y las lneas equipotenciales son paralelas a las placas.

Lneas Equipotenciales: Carga PuntualEl potencial elctrico de una carga puntual est dada por

De modo que el radio r determina el potencial. Por lo tanto las lneas equipotenciales son crculos y la superficie de una esfera centrada sobre la carga es una superficie equipotencial. Las lneas discontinuas ilustran la escala del voltaje a iguales incrementos. Con incrementos lineales de r las lneas equipotenciales se van separando cada vez ms.

Lneas Equipotenciales: DipoloEl potencial elctrico de un dipolo muestra una simetra especular sobre el punto central del dipolo. En todos los lugares siempre son perpendiculares a las lneas de campo elctrico.

OBJETIVOS Conseguir un campo elctrico entre dos placa conductoras paralelas (cobre y zinc) para obtener una superficie equipotencial. Analizar los elementos que se conforman las superficies equipotenciales como puede ser: lneas de fuerza y lneas equipotenciales.Materiales y Reactivos Fuente de alimentacin de CC Recipiente de plstico Agua potable Electrodos Papel milimetrado Voltmetro Cables de conexin Placas de cobre Placas de zinc. Procedimiento1. Lavar varias veces el recipiente con agua potable y secar.2. Coloque debajo del recipiente un papel milimetrado A4 que servir de referencia. Marcando un sistema de ejes a partir del centro del papel cada 1cm.3. Antes de colocar los electrodos verifique que estn limpios, pngalos en forma firme y ajstelos en el borde del recipiente, establezca la posicin de los mismos y mrquelos en el papel milimetrado.4. Arme el circuito presentado en el grfico, llenar con agua el recipiente aproximadamente de su capacidad. Comprobar la escala del voltmetro es la adecuada. 5. Cuando se conecta el circuito, entre los electrodos se establece una diferencia de potencial Vo, igual a la de la fuente que puede ser medida por el voltmetro, si se elige el electrodo conectado al borne (-) del voltmetro como punto de referencia (V=0) y se conecta al otro borne a la punta exploradora.6. Divida la diferencia de potencial en 10 partes, para toma de lecturas, tanto para el circuito con placas de cobre como para el circuito con lacas de zinc.

7. Con esta punta exploradora determine las coordenadas (x,y) de al menos 9 de los puntos que estn a cada uno de los potenciales obtenidos.

Anlisis de resultados

Conclusiones podemos advertir que la reaccin entre propano y oxgeno, pueden diferir en funcin de la cantidad de oxigeno que se suministre a la reaccin, puesto que menor cantidad de oxgeno en la reaccin puede originar una llama reductora con menor cantidad calorfica y produciendo desechos de carbono, dixido de carbono y monxido de carbono.

BIBLIOGRAFA Safaburgos. Recurso didcticos [Documento en line] material_laboratorio_4eso.pdf [consulta:17/02/2015 ] Editorial Cientfica Universitaria [Publicacin en lnea] Universidad Nacional de Catamarca facultad de ciencias agrarias. Cuaderno de Catedra, material de laboratorio.pdf[consulta 18/02/15] ISBN: 978-987-1341-89-4.