FISICA CURVAS EQUIPOTENCIELS

7/26/2019 FISICA CURVAS EQUIPOTENCIELS

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FISICA III: Curvas Equipotenciales

Cuando una partcula cargada se mueve dentro de un campo

elctrico, este puede realizar trabajo !ado que la "uerza elctrica es

conservativa la podemos asociar a una energa potencial, de#nimos

entonces el potencial elctrico como la energa potencial elctrica por

cada unidad de carga, es una cantidad escalar que le da un atributo

especial a cada punto del campo

En el siguiente e$perimento mostraremos c%mo se comportan

las curvas equipotenciales, que son los lugares geomtricos de todos

los puntos donde el potencial es el mismo &ambin es necesario decir

que estas curvas nunca se cortan ' adem(s son perpendiculares a las

lneas de "uerza

)ara el estudio de las curvas equipotenciales se usaron una

"uente de poder, electrodos, una soluci%n liquida, papel milimetrado '

un galvan%metro *uego de armar el equipo, colocaremos un puntero

#jo en un punto del papel milimetrado, ' con el otro puntero m%vil

medimos la di"erencia de potencial con los dem(s puntos del papel,

para su posterior an(lisis


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+ra#car las curvas equipotenciales de varias con#guraciones decarga elctrica, dentro de una soluci%n conductora

n bandeja de pl(stico

na "uente de poder !C

n galvan%metro

E

lectrodos

Soluci%n de sul"ato de cobre

&res l(minas de papel

milimetrado


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El valor del potencial elctrico - en un punto dado ).$, ',

z/ es numricamente igual al trabajo necesario para trasladar

una carga positiva unitaria desde el in#nito .donde el potencial

es cero/ 0asta el punto ).$, ', z/, venciendo las acciones

electrost(ticas que sobre ella ejercen las cargas del sistema que

producen el campo EEn general el potencial elctrico ."unci%n escalar/ vara de

un punto a otro 1o obstante en todo caso real podemos

encontrar un conjunto de puntos que tienen el mismo potencial

Al lugar geomtrico lo denominaremos 2Super#cie

Equipotencial3 Analizaremos el trabajo realizado por la "uerzaelctrica en un campo de una carga puntual 4

Sea una carga puntual 243 inm%vil colocada en un punto

253 del espacio libre Como indicamos anteriormente la

presencia de esta carga modi#car( ciertas propiedades del

espacio circundante Si una carga varga de prueba q0 que se

desplaza por el campo generado por la carga 4 debido a que el

desplazamiento es in#nitamente peque6o este puede

considerarse rectilneo ' despreciar la variaci%n de la "uerza F

aplicada a la carga q0 consider(ndola constante en magnitud

' en direcci%n durante el desplazamientoEl trabajo realizado por la "uerza F ser(:

dW=F .ds=Fdcos()

!onde es el (ngulo "ormado por la direcci%n de la "uerza F '

la direcci%n del desplazamientodr=dscos ( )

!e esa "ormadW=Fdr

7eemplazando F de la ecuaci%n de Coulomb, tenemos:

dW=qQdr

4 r2

!onde

es la permisividad en el vaco


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El trabajo para trasladar la carga 2q3 desde el punto A 0asta el

punto 8, que se encuentran a la distancia rAy rB de la carga

243 ser(:

WAB=rA

r BqQdr

4 r2

!e la de#nici%n de la di"erencia de potencial elctrico podemos

obtener:

VAB=rA

rB

Edr

VBVA=rA

rB

Edr

Si rA , por ser F9, entonces VA=0 , con esta

consideraci%n:

VB=rA

rB

Edr= Q

4 rB

En general para cualquier punto )

VP= Q

4 rP

)ara dos puntos A ' 8 que no est(n en el in#nito:

VAB=VBVA= Q

4 0[ 1rB

1

rA]

*neas de "uerza: Entendemos por lnea de "uerza a aquella

lnea tal que en cada uno de sus puntos el vector E .intensidad

de campo elctrico/, correspondiente a dic0o punto, es

tangenteComo lo 0abamos mencionado antes, las super#cies

equipotenciales son perpendiculares a vector intensidad de

campo elctrico Entonces, las super#cies equipotenciales

tambin son perpendiculares a las lneas de "uerza


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Curvas equipotenciales para electrodos de )laca ; )unto


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)osici%n de electrodos:

Electrodo .placa/: .


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)osici%n de electrodos:

Electrodo .placa/: .


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r pertenece a la lnea equipotencial, ' como el producto

escalar debe ser nulo se conclu'e que son

perpendiculares

)or Gltimo concluimos que si una partcula 2q3 se suelta

en una regi%n donde e$istiera un campo elctrico E, esta

se movera 0acia la regi%n de menor potencial, 0ec0o

"undamental para la e$istencia de corriente elctrica

)ara la obtenci%n de datos en el sistema "ormado por unelectrodo en "orma de placa ' el otro en punto, la "uente

de poder !C marcaba -)ara el caso del electrodo en "orma cilndrica ' el otro en

punto, la "uente de poder !C marcaba D -

)ara la poder realizar este e$perimento es necesario que

los electrodos estn limpios, por ello asegurarse de su

limpieza antes de empezar

)ara la realizaci%n de las gr(#cas se tuvo que aplicar el

teorema de lagrange

El e$perimento debe de realizarse de "orma r(pida pues el

paso de la corriente elctrica causa electrolisis que

desprende partculas de cobre de los electrodos, ' esto a

su vez genera una variaci%n en el campo elctrico que

generan stos


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Hallida'


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