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Memoria práctica I E.I.I. Grado en ingeniería eléctrica 1

Memoria práctica I

11 de marzo

2011David Cardaba Salamanca, Rafael Blanco Pérez

Campos eléctricos bidimensionales

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Memoria práctica I E.I.I. Grado en ingeniería eléctrica 1

Índice

Objetivo de la práctica.................................................Pág. 4.

Fundamento teórico....................................................Pág. 4.

Método experimental utilizado....................................Pág. 5.

Gráficos........................................................................Pág. 6.

Representación de medidas.........................................Pág. 7.

Resultados obtenidos...................................................Pág. 8.

Bibliografía consultada.................................................Pág. 9.

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Objetivo de la práctica

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- Comprender y visualizar de una forma sencilla los conceptos eléctricos de: potencial, vector campo, líneas equipotenciales y líneas de campo. En una lámina conductora del tipo “teledeltos”, conectada de forma transversal a dos bornes con d.d.p.: 5v

- Determinar de una forma análoga la creación de un campo tridimensional en el vacio a partir del campo bidimensional que se obtiene en la práctica.

Fundamento teórico

- Al establecer una determinada d.d.p. entre dos bornes, estamos creando una corriente estacionaria, de esta forma podemos establecer una relación entre el campo eléctrico y la distancia a cada borne, cuanto más nos alejamos de estos el campo se debilita y por lo tanto la línea equipotencial se va expandiendo cada vez mas hasta quedar perpendicular a los dos bornes, también podemos observar que ninguna de las líneas se corta denotando que hay una sola dirección para E.

El movimiento de las cargas es bidimensional sobre la lámina, de lo que se deduce que también el campo eléctrico debe ser bidimensional.

Ecuaciones

- Vector campo eléctrico |E| = dVdn

y |E| = ΔVΔn

- Campo E. en el vacío . E = λ

2π· r·ε0

- Potencial E. V = V R−λ

2π · ε0 ln rR

- Potencial en un pto. P. V=V 0 ln(r2r1

)

ln ( bR

)

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Método experimental utilizado

En esta práctica lo que se pretende hacer es estudiar el campo eléctrico de tipo estacionario creado por dos bornes a los que se le ha aplicado una diferencia de potencial de 5v, debido al movimiento de las cargas eléctricas por el papel conductor denotaremos líneas equipotenciales que van tomando diferentes formas alrededor de los electrodos, debido a que este movimiento es bidimensional podremos dibujar los campos posteriormente y hacer una predicción del espacio tridimensional que las cargas formarán.

Este mecanismo está formado por:

- Placa de metacrilato- Bornes roscados - Cables de conexión eléctrica- Generador -5v-- Polímetro en voltaje- Papel conductor “teledeltos”- Papel de calco- Papel cebolla

El proceso que hay que seguir es el siguiente:

- Disponer el sistema compuesto por metacrilato, bornes y los diferentes tipos de papel.- Prepara el generador y ajustar su escala en los 5v.- Realizar las conexiones pertinentes entre el generador y los bornes dispuestos en el metacrilato.- Reajustar la escala del generador, esta vez midiendo con el polímetro en 5v.- Mientras uno de los bornes del polímetro esta conectado al borne izquierdo

de la placa, mover el borne libre por el papel hasta encontrar un punto de 0,5v.

- Marcar de forma firme el punto, a continuación buscar más puntos del mismo voltaje para conseguir delimitar el campo.

- Repetir la experiencia varias veces con diferentes voltajes, ampliando la escala en 0,5v cada vez, hasta llegar a los 4,5v.

- Una vez terminado desmontar el sustrato y sacar la impresión de los puntos marcados.

- Trazar líneas que una los puntos de similar d.d.p. para conseguir ver las líneas equipotenciales.

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Representación de las medidasDirección eje Y

X (m) ΔV (v ) Δ n(m) |E∨(v /m)0.0145 ± 0.001 0.50± 0.01 1.4 ·10−2±0.001 35.71±0.010.0270±0.001 0.50± 0.01 1.2 ·10−2±0.001 41.67 ±0.010.0355±0.001 0.50 ± 0.01 0.8 ·10−2±0.001 62.50±0.010.0362 ±0.001 0.50 ± 0.01 0.7 ·10−2±0.001 71.43±0.010.0366 ±0.001 0.50 ± 0.01 0.4 ·10−2±0.001 125.00±0.01

0.0150±0.001 0.50 ± 0.01 1.5 ·10−2±0.001 33.33±0.010.0270±0.001 0.50 ±0.01 1.2 ·10−2±0.001 41.67 ±0.010.0360± 0.001 0.50 ± 0.01 0.9 ·10−2±0.001 45.56 ±0.01

Dirección eje X

Y (m) ΔV (v ) Δ n(m) |E∨(v /m)0.010 ± 0.001 0.50± 0.01 1.6 ·10−2±0.001 31.25±0.010.020±0.001 0.50± 0.01 1.8 ·10−2±0.001 27.78±0.010.030±0.001 0.50 ± 0.01 2.0 ·10−2±0.001 25.00±0.010.040 ±0.001 0.50 ± 0.01 2.2 ·10−2±0.001 22.73±0.01

- 0.010 ±0.001 0.50 ± 0.01 1.4 ·10−2±0.001 35.71±0.01-0.020±0.001 0.50 ± 0.01 1.6 ·10−2±0.001 31.25±0.01-0.030±0.001 0.50 ± 0.01 1.9 ·10−2±0.001 26.32±0.01-0.040± 0.001 0.50 ± 0.01 2.5 ·10−2±0.001 20.00±0.01

V (v)

r1 (m) r2 (m) Ln (r2/r1)

-2 1.0 ·10−2±0.001 10.1 ·10−2±0.001 2,310-1,5 2.0 ·10−2±0.001 10.4 ·10−2±0.001 1,650-1 3.7 ·10−2±0.001 10.1 ·10−2±0.001 1,002

-0,5 6.0 ·10−2±0.001 9.4 ·10−2±0.001 0,4490 8.0 ·10−2±0.001 7.8 ·10−2±0.001 -0,025

0,5 9.5 ·10−2±0.001 5.9 ·10−2±0.001 -0,4761 10.6 ·10−2±0.001 4.0 ·10−2±0.001 -0,974

1,5 10.7 ·10−2±0.001 2.0 ·10−2±0.001 -1,6772 10.7 ·10−2±0.001 1.0 ·10−2±0.001 -2,370

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Resultados obtenidos:

Pendiente=

Error de la pendiente =

Ordenada en el origen =

Error de la ordenada =

Coeficiente de correlación =

Pendiente=

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Bibliografía consultada:

-Tipler | Mosca Volumen 2; Editorial Reverte 6ª edición.- Webs: http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Portal:electricfields