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LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO Nº3 SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES LUQUEZ ARIAS IVAN JOSE (GRUPO 12) DOCENTE: JUAN PACHECO FACULTAD DE INGENIERÍAS Y TECNOLOGIAS UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR ELECTROMAGNETISMO - VALLEDUPAR 2015 PRECENTACION Una superficie equipotencial es un lugar geométrico donde existen puntos del mismo potencial eléctrico. El corte de estas superficies con un plano generan las llamasdas líneas equipotenciales, las cuales son ortogonales a las líneas de campo y por ende al campo eléctrico. Los metales pueden ser un ejemplo de superficies equipotenciales y estos los podemos usar como electrodos. Cuando se tienen dos electrodos con cargas en sentido contrario se crea una gran diferencia de potencial eléctrico y así se genera un campo eléctrico, cuyas líneas de campo dependen de la posición en que se encuerte y forma de los electrodos. Las líneas de campo y las superficies equipotenciales forman una red de líneas y superficies perpendiculares entre sí. En general las líneas de fuerzas de un campo son curvas y las equipotenciales son superficies curvas. En una región donde existe un campo eléctrico, las superficies donde el potencial tiene el mismo valor se llaman equipotenciales. Es decir, la diferencia de potencial entre dos puntos sobre una superficie equipotencial es cero. Cuando una carga se desplaza un dl sobre una superficie equipotencial, el cambio en el potencial es: 𝑑𝑉 = −𝐸⃗ . 𝑑𝑙 = 0 Entonces, las líneas de campo eléctrico que emanan desde una superficie equipotencial deben ser perpendiculares a la superficie. OBJETIVOS Dar a conocer como funcionan las líneas equipotenciales, para dos placas puestas paralelamente con cargas de diferente signo. Tomar analizis de las líneas de campo eléctrico en la región afectada por los electrodos que se obtienen a partir de los trazos de líneas equipotenciales. Tomar la medida del campo eléctrico en un punto medio de la región entre las dos placas paralelas. MARCO TEORICO Toda carga puntual al interaccionar con otras cargas o con el mismo espacio que la rodea, crea un campo eléctrico que es una magnitud vectorial que depende directamente de la magnitud de la carga fuente e inversamente del cuadrado de la distancia entre dicha carga y la carga prueba. Cuando más de una carga interacciona en un campo eléctrico y actúa como carga fuente respecto a una carga prueba común, y se desea medir el campo eléctrico ejercido sobre esta última se debe determinar el campo eléctrico que cada carga fuente ejerce individualmente sobre la carga prueba y el campo total será representado por la suma vectorial de los campos independientes. El campo eléctrico se puede representar gráficamente por medio de líneas llamadas líneas de campo, las cuales son líneas de fuerza imaginarias tangentes al campo eléctrico que representan la trayectoria de las cargas, estas cumplen las siguientes propiedades: siempre se originan en las cargas positivas y se dirigen a las cargas negativas; el número de líneas es proporcional a la magnitud de las cargas; no existe intersección entre ellas y su densidad o separación es proporcional a la magnitud del campo. Aparte de crear un campo vectorial eléctrico, las cargas crean un campo escalar llamado potencial eléctrico que se define como el trabajo como unidad de carga que debe realizar una fuerza eléctrica para traer una carga prueba desde un punto de referencia hasta una distancia r de la carga fuente. SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES PARA CARGAS PUNTUALES Potencial eléctrico de una carga puntual está diseñada por la siguiente formula: 𝑽= 𝑲𝑸 𝒓 El radio r en el potencial electrico influye en la magnitud del potencial. Por lo que, para una carga puntual, las líneas equipotenciales se generan círculos y la superficie equipotencial es la superficie concéntrica carga. de centrada esta sobre esfera una MATERIALES Y EQUIPOS 1 Cubeta de ondas. 1 Fuente de voltaje continuo a 10V (DL 1003). 1 Multímetro UT33C. 4 Cables de conexión. 2 Hojas de papel cudriculado PROCEDIMIENTO 1. Se tomaron dos hojas de papel cuadriculado y se dibujaron cuadrillas de 2cm de lado para asi establecer planos cartesianos. 2. Se pega la hoja en la mesa de mapeo con ayuda de los cables de conexión y colocaremos dos barras metálicas paralelas en los lados inferior y superior de la hoja previamente centrada. 3. Se colocan los cables de conexión en el centro de cada una de las cuadriculas para asi poder establecer el campo eléctrico. 4. Se realiza el siguiente montaje como indica la guía. 5. Procedemos a conectar la fuente de voltaje cómo se aprecia en la figura colocada anterior mente , asegurandonos de que la fuente de voltaje esté apagada y en cero volts. 6. Se conecta el multímetro en el modo de medir el voltaje de CC, en el rango de 0-20 volts. 7. Encendemos la fuente y con la perilla subimos el voltaje hasta 10 volts. 8. Con la punta del medidor, tocamos la hoja semiconductora y buscamos el primer punto que se encuentre al potencial de 1 volt. Para hallarlo observamos constantemente los valores que marca la carátula del medidor. ANALISIS Y RESULTADO Este laboratorio dio como resultado la medicion con un multimetro, la medicion del potencial dado por dos placas que hacen las veces de electrodos que son positivos y negativos, con una determinada simetria en una superficie que esta cubierta por una capa de agua que nos ayuda como mapeo de las diferentes lienas equipotenciales, mediante esta realizacion pude identificar puntos con el mismo diferencial de potencial y asi poder esquematizar las lineas equipotenciales y de campo electrico. Se puede decir que la superficie equipotencial representa una zona de espacio que en este caso el plano donde el voltaje es costante son perpendiculares a esta igual que a las lineas de campo electrico. PREGUNTAS ¿Qué representan las curvas resultantes de unir los puntos de igual potencial? RTA: Estas representan curvas de niveles o curvas equipotenciales ¿Cómo es posible establecer las líneas de fuerza del campo eléctrico a partir de estas curvas? RTA: Trazando líneas ortogonales a estas ya que así se consigue graficar líneas de campo, donde se puede observar que el campo si es perpendicular a la superficie del electrodo. ¿Qué tipo de campo eléctrico encontró según las curvas de la cuadrilla # 1 y la cuadrilla # 2? RTA: El tipo de campo que se encontraron fueron positivas y negativas ya que estába manejando dos cargas que fueron postiva y negativa. CONCLUSION El origen de potenciales se considera situado en el infinito. El potencial electrico a diferencia de la fuerza y el campo electrico, es una magnitud escalar. El potencial creado por una carga positiva es positivo El potencial creado por una carga negativa es negativo. Las superficies equipotenciales son perpendiculares en todos sus puntos al vector intensidad del campo y, de acuerdo con el nombre que llevan, estan constituidas por puntos que presentan el mismo potencial. BIBLIOGRAFIA http://wwwdiaziriarte1033.blogspot.com/2009/09/informe-de-lab-no-2lineas-de-campo.html Consultado el 28 de octubre de 2015 http://electromagnetismo2011b.wikispaces.com/file/view/Informe%20de%20laboratorio%20LINE AS%20EQUIPOTENCIALES.pdf Consultado el 28 de octubre 2015 http://www.ecured.cu/index.php/Potencial_el%C3%A9ctrico Consultado el 28 de octubre de 2015