8/18/2019 3312-Superficie-Equipotenciales-y-Líneas-de-Campo-Eléctrico.doc

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 Laboratorio: Superficies Equipotenciales y Líneas de Campo Eléctrico

 Materiales:

Batería de 1.5 V o un “power supply” de 10V

AmperímetroPapel conductivo

Tachuelas

Tala de !atos

Introducción

"n esta actividad investi#aremos ls con$i#uraciones de campo el%ctrico deido a

varias distriuciones de car#a. &a comprensi'n de las super$icies e(uipotenciales ser)

utili*ada para deducir conclusiones relacionadas con los campos el%ctricos asociadas con

dichas distriuciones. Todas las $uentes+ pero especialmente las discusiones con loscompa,eros de laoratorio ser)n utili*adas en la $ormulaci'n de respuestas.

Objetivos:

1.  -ortalecer el entendimiento de campos el%ctricos+ líneas de campo y su relaci'n

con super$icies de potencial constante.

. /tili*ar este entendimiento para determinar las propiedades de campos el%ctricos

de otras distriuciones de car#a en dos y tres dimensiones.

. Tra*ar super$icies e(uipotenciales

. Visuali*ar los mapas de super$icies e(uipotenciales asociados con varias

distriuciones de car#as simples

5. Visuali*ar cualitativamente patrones de campo el%ctrico asociados con ciertasdistriuciones de car#as

2. !escriir la relaci'n entre las líneas de campo el%ctrico y los vectores de campo

el%ctrico

3. -amiliari*arse con las re#las para diu4ar líneas de campo el%ctrico

. "6plicar el si#ni$icado de $lu4o de campo el%ctrico y discutir la ley de 7auss.

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 Prelab:

Antes de reali*ar este laoratorio usted deer) poder de$inir y e6plicar los si#uientes

t%rminos8

a. 9uper$icie e(uipotencial

 . &ínea de campo electrico

c. !ee poder e6plicar el por(ue las líneas de campo electrico al ser tra*adas deen

cru*ar las líneas e(uipotenciales a )n#ulos de :0; utili*ando la si#uiente i#ualdad

r dV

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 Procedimiento:

1. onte el e(uipo se#@n se ilustra en la -i#. 1

. "stale*ca una di$erencia de potencial = V .0 Voltios o se#@n sea indicado por el

instructor< entre los electrodos de la con$i#uraci'n asi#nada e identi$i(ue el electrodo positivo.

 Cota8 a menos (ue se le indi(ue lo contrario en este laoratorio traa4aremos con

a< !os con$i#uraciones con simetría es$%rica

 < /na con simetría es$%rica y lo otra con simetría plana

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. "n la con$i#uraci'n = a< identi$i(ue los si#uientes potenciales de re$erencia

Vn 

5

V∆⋅n+ n 1++ D3

. >on la punta del com@n del voltímetro en V1 + utilice la otra punta para identi$icar al

menos nueve =uno en el e4e hori*ontal de simetría y no menos de puntos distriuidos

uni$ormemente a amos lados del e4e de simetria< puntos de la línea e(uipotencial

correspondiente a al potencial V=6+y< V1 = Cota8 Ar#umentos de simetría relacionados

con las distriuciones de car#a utili*ados para tra*ar líneas e(uipotenciales tienen (ue ser

deidamente (ue 4usti$icados<

5. ?epita el paso + para cada uno de los potenciales de re$erencia para determinar la

correspondiente línea e(uipotencial.

2. Trace al menos nueve líneas de campo electrico = o las necesarias para (ue

ine(uívocamente se mani$ieste la con$i#uraci'n del campo el%ctrico correspondiente a las

distriuciones asi#nadas< de campo el%ctrico asociada con esa distriuci'n de car#a

3. /tilice otra con$i#uraci'n =la con$i#uraci'n < de car#as y repita los pasos del 1 al 2.

 Pre!untas:

1. &as direcciones de los campos son indicadas por las líneas de campo+ Epor (u% no

hay direcci'n indicada en las líneas e(uipotencialesF

. Para la con$i#uraci'n de un dipolo+ Een (ue re#i'n o re#iones el campo el%ctrico

tiene mayor intensidadF "6plica como lo puedes saer viendo tu mapa.

. /tili*a los resultados de tu e6perimento para tra*ar cualitativamente las líneas

e(uipotenciales y la con$i#uraci'n de líneas de campo el%ctrico correspondientes

a dos con$i#uraciones de car#a con simetría plana y asume (ue el tama,o de la

con$i#uraciones es mucho mayo (ue la separaci'n entre las mismas y e6plica por(ue deerían las super$icies e(uipotenciales deerían lucir de esa manera.

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. Tra*a cualitativamente las super$icies e(uipotenciales y la con$i#uraci'n de líneas

de campo el%ctrico correspondientes a dos con$i#uraciones de car#a positiva con

simetría es$%rica y e6plica por(ue deerían lucir de esa manera.

http8GGwww.mta.caG$acultyGscienceGphysicsGsurenG-ield&inesG-ield&ines.html

http://www.mta.ca/faculty/science/physics/suren/FieldLines/FieldLines.htmlhttp://www.mta.ca/faculty/science/physics/suren/FieldLines/FieldLines.html

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5. Tra*ar cualitativamente la con$i#uraci'n de líneas de campo el%ctricocorrespondientes a dos con$i#uraciones de car#a con simetría es$%rica una con

car#a H y la otra con car#a IH. e6plica por(ue deerían lucir de esa manera

 "eferencias:

 Physics Laboratory Experiments, Fields and Equipotentials, p.295!"!+ #erry $. %ilson#ttp:$$p#ysics%usas&%ca$'py(ell$p)))$E*ercises%#tml 

#ttp:$$p#ysics%usas&%ca$'py(ell$p)))$E*ercises%#tml+E*), 

http://physics.usask.ca/~pywell/p111/Exercises.htmlhttp://physics.usask.ca/~pywell/p111/Exercises.html#Ex17http://physics.usask.ca/~pywell/p111/Exercises.htmlhttp://physics.usask.ca/~pywell/p111/Exercises.html#Ex17