1. OBJETIVOS

Estudiar la configuración del campo eléctrico producido en el espacio comprendido entre dos electrodos.

Verificar las superficies equipotenciales. Determinar la intensidad del campo eléctrico

2. FUNDAMENTO TEORICO

CAMPO ELECTRONICO: Es toda región de espacio que rodea a una carga eléctrica dicha carga ejerce acciones de atracción y repulsión

POTENCIAL ELÉCTRICO: La diferencia de potencia entre cualquiera a + b en un campo eléctrica se define como el cambio de la energía potencial del sistema dividida por la carga prueba.

LINEAS DE FUERZA: Son líneas de trayectoria que describe para dar la dirección del campo eléctrico.

ELECTROLISIS: La conducción electrolítica es debida a la existencia de iones en la solución sulfato de cobre.

3. EQUIPO Y MATERIALES

1 fuente de DC 1 Potenciómetro (max. 1(A)) 1 Voltímetro (0-1.5 (V)). 1 Amperímetro (0-0.(A)) 1Cubeta electrolítica 2 Electrodos de cobre 1 punta exploradora

4. DIAGRAMA DE INSTALACION

5. PROCEDIMIENTO Y DATOS EXPERIMENTALES

a. INTENSIDAD DE CAMPO ELECTRICO En el papel milimetrado dibuje los ejes coordenados

(X,Y). Coloque la cubeta electrolítica sobre el papel de tal

manera que el centro de la cubeta coincida con el origen de los ejes coordenados, luego vierta la solución de sulfato de cobre.

Instale el circuito como en la fig. 1. Regule la fuente a la posición 1, conecte la fuente de

alimentación. Ajuste el circuito con el cursor del potenciómetro hasta

que la corriente sea I = 0.02 (A). Tomando como referencia la placa negativa, mueva la

punta explorada a lo largo del eje X y registre los datos correspondientes en la tabla I

- Configuracion del campo eléctrico.

Elija 5 puntos de referencia equidistantes sobre el eje X u desígnelos por A, B, C, D y E.

Usando el Galvanómetro (voltímetro) detecte 8 puntos de igual potencial para cada punto de referencia, registre los datos en la tabla 2

Cambie la posición de los electrodos como en la figura 2B y con el voltímetro detecte la configuración de la

líneas equipotenciales respectivas como en el paso 8, registre los datos en las tablas 3 y 4.

A Fig 2 B

d(cm)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

V(v) 0.18 0.29 0.40 0.52 0.64 0.75 0.87 0.98 1.10 1.12 1.33 1.45 1.58TABLA 1

TABLA 2Superficie Equipotencial

Tension (V)

Coordenas (x,y)

A 0;+0 -4;0 -4.2;5

-4.8;7.2

-5:8.9

-4.5;5.3

-4.7;-7

-5;-8

B 0;62 -2;0 -2;01 -2.1;1.8

-2.1;2.7

-2.3;-0.8

-2.1;-1.9

-2.1;-2.6

C 0;84 0;0 -0.1;0.9

-0.2;7

-0.1;3.7

-0.1;1.9

-0.1;-5.1

-0.1;-7

D 1;0.8 -2;0 2.1;2 2.3;5 2.5;8 -2;- 2.3;- 2.2;-

.7 .8 .7 2.5 5.7 7.7E 1;3.0 4;0 4.3;2

.54.4;4.1

4.6;-5.1

4.1;-2.9

4.4;-4.3

4.9;-6.8

TABLA 3Superficie Equipotencial

Tension (V)

Coordenas (x,y)

A 0;29 -4;0 -3.7;1.7

-3.4;3.9

-5.5:7.3

-4.8;-3

-5.2;-5.1

-5.9;7

B 0;53 -2;0 -1.9;2.5

-1.8;4.2

-2;6.2

-2.5;-2.8

-2.8;-5

-3;-6.8

C 0;77 0;0 0;2.7 0.1;5.3

0.1;7.3

-2.2;-2.8

-0.3;5.1

-0.5;-7.7

D 1;0.1 2;0 2;1.9 2;3.9 2.3;6.3

-2;-3 2.1;-5.3

2.3-6.9

E 1;27 4;0 3.8;2.9

4.3;5.3

5.1;7.5

4.3;-3

4.8;-5.3

5.2;-7.8

6. OBSERVACIONES EXPERIMENTALESa) Incremente la tensión a 12V para el cirvuito; Espere un

minuto ¿Qué observa usted en las placas?

b) Tome como un punto a 5 mm de la placa positiva, halle dos puntos equipotenciales detrás de la placa

c) Cambie la solución de sulfato de cobre por agua de caño7. ANALISIS DE DATOS EXPERIMENTALES

a) Grafique el potencial eléctrico en función de la distacion V=f(d), diga que curva representa.

0 2 4 6 8 10 12 140

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

Valores Y

b) Escriba la ecuación experimental y utilice el método de los minimos cuadrados para encontrar los parámetros de la ecuación:

V=E .dY=a . x

 n  X(m)  Y  X.Y  X2  (X-Y)2

1 0.01 0.18  1.8x10-3  1x10-4  0.022 0.02 0.29  5.8x10-3  4x10-4  0.073 0.03 0.4  0.012  9x10-4  0.134 0.04 0.52  0.0208  1.6x10-3  0.235 0.05 0.64  0.032  2.5x10-3  0.346 0.06 0.75  0.045  3.6x10-3  0.477 0.07 0.87  0.0609  4.9x10-3  0.648 0.08 0.98  0.0784  6.4x10-3  0.819 0.09 1.1  0.099  8.1x10-3  1.02

10 0.1 1.22  0.122  0.01  1.2511 0.11 1.33  0.1463  0.0121  1.4812 0.12 1.45  0.174  0.0144  1.7613 0.13 1.58  0.2054  0.0169  2.10

 ∑ total 0.91 11.31  1.0034  0.0819  10.32

a=E=n∑ X .Y−∑ X .∑Y

n∑ X2−(∑ X )2

a=(13 ) (1.0034 )−(0.91)(11.31)

(13 ) (0.0819 )−(0.91 )2

a=11.63

c) A partir de la ecuación empírica determinar E(campo eléctrico)

V=E .dV=a . X

a=VX

E=a=11.310.91

=12.42

d) Hallar el error de los parámetros (a través )

E(a)=√ n

n∑ x2−¿(∑ x )2 ¿

E(a)=√ 13(13 ) (0.0819 )−(0.91)2

E(a)=√ 130.2347

E( a)=7.44

M=E(Y 1−X1−B)2

n−2= 10.3213−2

=0.93

e) ¿Cuál es la incertidumbre para la intensidad del campo eléctrico?

X=0.18+0.29+0.40+0.52+0.62+0.75+0.87+0.98+1.10+1.22+1.33+1.45+1.5813

X=0.868

δ i=|X−X|δ 1=|X−X|=|0.868−0.18|=0.688δ 2=|X−X|=|0.868−0.29|=0.578δ 3=|X−X|=|0.868−0.40|=0.468δ 4=|X−X|=|0.868−0.52|=0.348δ 5=|X−X|=|0.868−0.62|=0.248δ 6=|X−X|=|0.868−0.75|=0.118δ 7=|X−X|=|0.868−0.87|=0.002δ 8=|X−X|=|0.868−0.98|=0.112δ 9=|X−X|=|0.868−1.10|=0.232δ 10=|X−X|=|0.868−1.22|=0.352δ 11=|X−X|=|0.868−1.33|=0.462δ 12=|X−X|=|0.868−1.45|=0.582δ 13=|X−X|=|0.868−1.58|=0.712

σ=√∑ δin−1=√ 4.90212 =0.639

e p=σ√n

=0.6393.606

=0.177

E=0.868±0.177

f) Escriba el valor de la intensidad del campo elecrtico

e%=0.868−0.0530.868

×100=93.894%

g) Trace las superficies equipotenciales y las líneas de fuerza, muestre el diagrama de configuración del campo eléctrico para los casos vistos en los pasos 8 y 9 de las tablas 2 y 3.

h) Como es la configuración del campo eléctrico de las gráficas anteriores

Las líneas de campo son perpendiculares a las líneas equipotenciales

i) ¿Cuál es la dirección del campo eléctrico entre los electrodos de cobre?, Justifique su respuesta.

De las cargas positivas que se dirigen a las negativas es más, nunca se cruzan y el campo es tangencial a cada una de las líneas

j) ¿En qué dirección disminuye el potencial eléctrico?, justifique su respuesta.

El potencial eléctrico disminuye de positivo a negativo

8. CONCLUSIONES Las líneas de campo eléctrico comienzan en la cargas

positivas y terminan en la negativas. Las líneas de campo nunca se cruzan. Cuanto mayor sea la carga Q en coulombs, tanto

mayor será el número de líneas de flujo que salen o llegan por unidad de área, independientemente del medio circundante. El doble de la carga producirá dos veces el flujo por unidad de área; por ende, se pueden igualar las dos cosas.

9. COMENTARIO Y RECOMENDACIONES Tener mucho cuidado al momento de hacer la lectura

o medición para así evitar errores en los cálculos. Tener a la mano información acerca del tema para

poder esclarecer las dudas que puedan darse. Al momento de medir el voltaje asegurarse de que

estén bien localizados los puntos para no tener errores en la medición

10. CUESTIONARIO

Electrólisis del AguaEl agua (H2O), por medio de la energía suministrada por una batería, se puede disociar en moléculas diatómicas de hidrógeno (H2) y oxígeno (O2). Este proceso es un buen ejemplo de la aplicación de los cuatropotenciales termodinámicos.

La electrólisis de una mol de agua, produce una mol de gas hidrógeno y media mol de gas oxígeno en sus formas normales diatómicas. Un detallado análisis del proceso, muestra el uso de los potenciales termodinámicos y la primera ley de la termodinámica. Se supone que este proceso se lleva a 298ºK., y una atmósfera de presión, y los valores relevantes se han tomado de una tabla de propiedades termodinámicas.

Cantidad H2O H2 0,5 O2 Cambio

Entalpía

-285,83 kJ 0 0 ΔH =

285,83 kJEntropía

69,91 J/K

130,68 J/K

0,5 x 205,14 J/K

TΔS = 48,7 kJ

El proceso debe proveer la energía para la disociación, mas la energía