I.-OBJETIVOS

Determinar y representar laslneas equipotenciales parauna configuracin de cargaselctricas. Fortalecer el entendimientode campos elctricos, lneasde campo y su relacin consuperficies de potencialconstante. Trazar superficiesequipotenciales

II.- MATERIALES01 Cubeta de vidrio01 Fuente de voltaje CD01 Voltimetro02 Electrodos de cobre01 Punta de prueba01 Cucharita de sal02 Papeles milimetrados04 Cables de conexion

III.- FUNDAMENTO TEORICOElcampo elctricoes uncampo fsicoque es representado mediante unmodeloque describe la interaccin entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturalezaelctrica.1Matemticamente se describe como uncampo vectorialen el cual unacarga elctricapuntual de valorsufre los efectos de unafuerzaelctricadada por la siguiente ecuacin:

En los modelos relativistas actuales, el campo elctrico se incorpora, junto con elcampo magntico, encampo tensorialcuadridimensional, denominadocampo electromagnticoF.2Los campos elctricos pueden tener su origen tanto encargas elctricascomo encampos magnticosvariables. Las primeras descripciones de los fenmenos elctricos, como laley de Coulomb, slo tenan en cuenta las cargas elctricas, pero las investigaciones deMichael Faradayy los estudios posteriores deJames Clerk Maxwellpermitieron establecer las leyes completas en las que tambin se tiene en cuenta la variacin delcampo magntico.Esta definicin general indica que el campo no es directamentemedible, sino que lo que es observable es su efecto sobre alguna carga colocada en su seno. La idea de campo elctrico fue propuesta por Faraday al demostrar el principio deinduccin electromagnticaen el ao1832.Lneas de campoLas lneas de campo elctrico son una cantidad vectorial, que indican la trayectoria queseguiran las partculas positivas si se las deja libremente a la influencia de las fuerzas decampo. Por ejemplo, una carga puntual positiva dar lugar a un mapa de lneas radiales,dirigidas hacia fuera debido a que las cargas mviles positivas se desplazaran en esesentido, en pocas palabras serian fuerzas de repulsin. En el caso en que la carga puntualfuera negativa, el mapa de lneas de fuerza dara lneas de campo esta vez dirigidas de lacarga positiva a la carga negativa.

Potencial elctricoEl potencial elctrico se da cuando el campo elctrico es conservativo, porque el trabajorealizado por las fuerzas del campo cuando una carga se traslada de un punto a otro, nodepende del camino. El potencial elctrico en un punto dado, se puede definir como eltrabajo que realizan las fuerzas del campo elctrico cuando la unidad de carga se trasladadesde ese punto hasta el infinito.

Diferencia de potencial La diferencia de potencial elctrico entre dos puntos de un campo, representa el trabajorequerido para mover una unidad positiva de carga, desde un punto al otro contra ladireccin del campo, o el trabajo realizado por unidad de carga, que se mueve desde un punto al otro en la direccin de campo. Las cargas positivas se mueven de un punto potencial mayor a un punto de potencial menor.Considrese una carga de prueba positivaen presencia de un campo elctrico y que se traslada desde el puntoAal puntoBconservndose siempre en equilibrio. Si se mide el trabajo que debe hacer el agente que mueve la carga, ladiferencia de potencial elctricose define como:

El trabajopuede ser positivo, negativo o nulo. En estos casos el potencial elctrico enBser respectivamente mayor, menor o igual que el potencial elctrico enA. La unidad en el SI para la diferencia de potencial que se deduce de la ecuacin anterior esJoule/Coulomby se representa mediante una nueva unidad, elvoltio, esto es:1 voltio = 1 joule/coulomb.

Lneas equipotencialesUna superficie equipotencial es el lugar geomtrico de un campo escalar donde el potencialde campo, es decir, que son aquellas lneas en las que todos sus puntos tienen el mismo potencial. Las lneas equipotenciales no pueden cortarse entre si, por lo tanto, las lneas decampo elctrico tampoco. Adems, no tienen ninguna direccin definida, es decir, que unacarga de prueba situada sobre una lnea equipotencial, no tiende a seguir su trayectoria, sinoa avanzar hacia otras de menor potencial.

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

En esta parte del laboratorio seguimos exactamente lo pedido en la gua puesto quecontbamos con todos los instrumentos necesarios para implementar totalmente ellaboratorio.El procedimiento fue el siguiente:

1.Arme el circuito del esquema. El voltmetro mide la diferencia de potencial entre un punto del electrodo y el punto que se encuentra en la punta de prueba.

2.Ubique en forma definitiva los electrodos sobre el fondo de la cubeta de vidrio,antes de echar la solucin electroltica, preparada previamente en un recipientecomn.

3.Con el voltmetro mida la diferencia de potencial entre un punto del electrodo y el punto extremo inferior del electrodo de prueba.

4.En cada una de las dos hojas de papel milimetrado trace un sistema de coordenadasXY, ubicando el origen en la parte central de la hoja. Dibuje el contorno de cadaelectrodo en las posiciones que quedarn definitivamente en la cubeta.

5.Site una de las hojas de papel milimetrado debajo de la cubeta de vidrio. Estaservir para hacer las lecturas de los puntos de igual potencial que ir anotando enotro papel.

6.Eche la solucin electroltica en el recipiente fuente de vidrio.7.Sin hacer contacto con los electrodos mida la diferencia de potencial entre ellosacercando el electrodo de prueba a cada uno de los otros dos casi por contacto ytomando notas de las lecturas del voltmetro.

V electrodos = V electrodo anillo V electrodo placa

8.Seleccione un nmero de lneas equipotenciales por construir no menor de diez.

9.Entonces el salto potencial entre lnea y lnea ser, en el caso de seleccionar diezlneas por ejemplo:V =V electrodos / 10;Y en general:V =V electrodos / NDonde N es el nmero de lneas.En el caso de tener un nmero incmodo, redondee por el exceso o por defecto aun valor cercano cmodo.

10.Desplace la punta de prueba en la cubeta y determine puntos para los cuales en lalectura del voltmetro permanece invariante. Anote lo observado y represente estos puntos en su hoja de papel milimetrado auxiliar.Una los puntos de igual potencial mediante trazo continuo, habr usted determinadocada una de las superficies equipotenciales: V1, V2, V3, V4, V5,

Fig 1

CUESTIONARIO:

1.Determine la magnitud del campo elctrico entre las lneas equipotenciales. El campo elctrico es uniforme? Por qu?.Fuerza elctrica F que acta sobre una unidad de carga de prueba positiva colocada en ese punto. Se mide en N/CCuando un campo tiene la misma intensidad, la misma direccin y el mismo sentido es en todos sus puntos un campo uniforme.F = E qE = K Q/r2Si la carga Q es positiva, el campo que crea tiene sentido hacia fuera y si la carga Q es negativa, el sentido del campo es hacia ella.Si el campo es uniforme por que las lneas de campo son rectas paralelas.3.- Como serian las lineas equipotenciales si los electrodos son de diferentes formas?Dos BarrasAl tomar el potencial en los puntos entre las barras, este no cambia mucho debido al potencial de las dos barras muestras de puntos del mismo potencial por lnea, variando de una lnea a otra el potencial ( )Barra y AnilloCon la configuracin de una barra y un anillo se puede notar que las lneas equipotenciales tomanuna mayor curvatura a medida que se acercan a los electrodos ya que el anillo, posee una figura circular que es mas demarcada que la barra que obviamente es recta, por lo tanto como puede observarse se diferencian las lneas que se acercan al anillo de que las cercanas a la barra y el potencial va aumentando a medida que se aleja del electrodo con carga negativa.Dos AnillosCon los dos anillos las medidas son un poco ms sencillas de tomar ya que los electrodos en forma de crculo demarcan mucho la direccin que toman las lneas de potencial e igual que con los anteriores casos dichas lneas se curvan cuando se encuentran cerca de alguno de los dos electrodos, adems, el potencial aumenta a medida que va acercndose al electrodo de carga positiva.

4.Por qu nunca se cruzan las lneas Equipotenciales?Dos lneas equipotenciales nunca se cruzan, ya que no puede haber un punto que posea a la vez dos potenciales distintos.

5.Si usted imaginariamente coloca una carga de prueba en una corriente electroltica Cul ser sucamino de recorrido?Su recorrido ser a lo largo de las lneas transversalesque transporta la carga6.Por qu las lneas de fuerza deben formar unngulo recto con las lneas Equipotenciales cuandolas cruzan? Ninguna de las lneas de fuerzas empieza o termina enel espacio que rodea la carga. Toda lnea de fuerza deun campo electrosttico es continua y empieza sobreuna carga positiva llegando a una carga negativa en el otro.Como la energa potencial de un cuerpo cargado es lamisma en todos puntos de la superficie equipotencialdada, se deduce que no es necesario realizar trabajo(elctrico) para mover un cuerpo cargado sobre talsuperficie. De ah que la superficie equipotencial que pasa por un punto cualquiera ha de ser perpendicular ala direccin del campo en dicho punto. Las lneas decampo y de la superficie equipotencial son, enconsecuencia, perpendiculares entre s.7. El trabajo realizado para transportar la unidad de carga de un electrodo a otro es:

Puesto que el campo elctrico es un campo conservativo (por las mismas razones que el campo gravitatorio), podemos establecer que el trabajo realizado sobre una carga a que se mueve desde un punto A hasta un punto B dentro de un campo elctrico creado por una carga Q slo puede depender de las distancias radiales entre el centro de atraccin y los puntos A y B. Dicho de otra manera, el trabajo WAB realizado para ir desde un punto A hasta otro punto B tiene que ser igual a la diferencia de una magnitud escalar asociada a cada punto que denominamos energa potencial, de tal manera que se;C: WAB = U (rA) - U (rB)

9.Qu semejanza y diferencia existe entre uncampo elctrico y un campo gravitatorio?Semejanzas :Campo Elctrico:El campo elctrico es conservativo, el trabajorealizado por un agente externo para trasladar unacarga de prueba de un punto a otro no depende de latrayectoria recorrida, sino solamente de las posiciones inicial y final.Si colocamos una carga de prueba dentro del campoelctrico, esta experimenta una fuerza (de atraccin orepulsin).El campo elctrico puede representarse mediantelneas de fuerza saliendo de la fuente que lo genera(si tiene carga positiva); o entrando (si la carga esnegativa)Campo Gravitatorio:Tambin es conservativo. El W para mover una masade prueba solo depende de las posiciones inicial y final.Si colocamos una masa de prueba dentro del campogravitatorio (en un punto donde el campo no es nulo),esta tambin experimenta una fuerza, pero en estecaso siempre es de atraccin.El campo gravitatorio puede representarse mediantelneas de fuerza.Diferencias :Campo Elctrico: se presenta slo en cuerposcargados elctricamente, si un cuerpo no tiene carga,este no genera campo elctrico.Campo Gravitatorio: Un cuerpo cualquieranecesariamente genera campo gravitatorio, aunqueeste no se pueda percibir en cuerpos de masa pequea.10.-Si el potencial electrico es constante a traves de una determinada region del espacio.Que se puede decir del campo electrico en la misma? Explique:Se ha establecido que la intensidad de campo elctrico E nos sirve de caractersticavectorial (FUERZA) de un campo elctrico, y tambin sabemos que el Potencialelctrico es una caracterstica escalar (ENERGETICA) asociada a cada punto de unaregin donde se establece el campo elctrico.Ahora segn el caso preguntado si es que Si el potencial elctrico es constante a travsde una determinada regin del espacio. Que puede decirse acerca del campo elctricoen la misma?Si el potencial elctrico es constante, entonces no necesariamente el campo elctrico puede ser tambin constante, ya que el potencial es una magnitud escalar y el campo esun vector, es decir una magnitud vectorial, pudiendo tener este campo infinitasdireccionesANLISIS DE RESULTADOSLas lneas de campo elctrico no secortan entre s, porque las equipotenciales tampoco lo hacen.Las lneas de campo elctrico empiezan en las cargas positivas y acaban en las negativas. Las lneas de campo elctrico cortan a lasequipotenciales y sonperpendiculares a ellas, porque van en la direccin para la que el cambio de potencial por unidad dedistancia es mximo

CONCLUSIONESDespus del laboratorio analizando los datos obtenidos se ve que las lneas de campo salendel objeto cargado positivamente al cargado negativamente, adems podemos observar queen ningn momento se cruzan entre ellas.Con respecto a las superficies equipotenciales vemos que son perpendiculares al campo enun punto especfico. Se puede apreciar a su vez que el potencial elctrico variainversamente proporcional a la distancia, de manera que la diferencia de potencial semantendr a lo largo del campo elctrico (este cambia solo en relacin con la distanciarespecto a la carga), por lo tanto de un punto cualquiera a otro habr la misma diferencia de potencial.El comportamiento del campo elctrico difiere para un objeto conductor y para unoaislante. Esto depende de las propiedades de estos objetos. Por ejemplo, las cargas libresen los conductores atraen al campo elctrico, mientras que la falta de cargas libres en losaislantes repele al campo elctricoREFERENCIAS BIBLIOGRAFICASFISICA ELECTRICIDAD PARA ESTUDIANTES DE Ingeniera, notas de clase DARIO CASTRO CASTRO, ANTALCIDES OLIVO BURGOS ediciones Uninorte, PAGINAS 18,19 FISICA ELECTRICIDAD PARA ESTUDIANTES DE INGENIERIA, notas de clase DARIO CASTRO CASTRO, ANTALCIDES OLIVO BURGOS ediciones Uninorte, PAGINAS 33,34ENCICLOPEDIA VIRTUAL ENCARTA x.encarta.msn.com/encyclopedia.../Dipolo.htmlWIKIPEDIA, la enciclopedia libre http://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_elctrico.