Potencial Espontaneo Practica 1

8/12/2019 Potencial Espontaneo Practica 1

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Ciencias de la Tierra Ing. En Geociencias

MTODOS ELCTRICOS I

Ing. Miguel Martnez Flores

PRCTICA: CAMPO ELECTRICO

Integrantes del Equipo:

Cecea Martnez Brandon Jair Garca Rocha Ana Mara

Hernndez Martnez Perla Esmeralda Lpez Jasso Jos Eduardo Mar Ferral Ivette Abigail Martnez Alans Raymundo Mireles Reyes Damariz Adlai

Zacaras Maldonado Mara Onoria Juana Aimee Navarro Calvillo

Horario: 15:00-16:00 Fecha: 23 de Mayo 2014

Semestre: Enero-Mayo 2014


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INTRODUCCINEn esta actividad investigaremos las configuraciones de campo elctric

debido a varias distribuciones de carga. La comprensin de lassuperficies equipotenciales ser utilizada para deducir conclusiones

relacionadas con los campos elctricos asociadas con dichasdistribuciones; adems con la realizacin de esta prctica pondremos a

prueba los conocimiento adquiridos en la clase tericas acerca de

campo elctrico y potenciales elctricos, por tanto la experiencia nossirve para profundizar nuestro conocimiento sobre dichos temas.

En Electrosttica, las lneas de fuerza del campo elctrico y las lneasequipotenciales tienen formas particulares segn sea la distribucin de

las cargas elctricas que los produce. La resolucin de los problemaselectrostticos es directa cuando se conoce la posicin de todas las

cargas involucradas en el sistema bajo estudio. Sin embargo, ladeterminacin de los campos en la cercana de los materiales

conductores resulta complicada, debido a que la distribucin de cargaen los mismos se desconoce inicialmente.

La solucin de este tipo de problemas no es directa, ni simple, aunque esabido que la carga presente debe distribuirse sobre la superficie del

conductor de modo que ste se convierta en una superficieequipotencial.

Existen mtodos elaborados para resolver problemas electrostticos enpresencia de conductores.


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OBJETIVO Poder tomar mediciones de datos de potencial elctrico a una

escala menor usando material que no implica salir al campo, ypreparndonos para la siguiente practica que se realizara en

campo. Y posteriormente de la adquisicin de datos poder darleuna interpretacin adecuada con el software Surface 8.

FUNDAMENTOS TERICOSEl potencial elctrico en un punto es el trabajo que debe realizar unafuerza elctrica para mover una carga positiva qdesde la referenciahasta ese punto, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otraforma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una

carga unitaria qdesde la referencia hasta el punto considerado encontra de la fuerza elctrica.

Considrese una carga puntual de prueba positiva, la cual se puedeutilizar para hacer el mapa de un campo elctrico. Para tal carga deprueba localizada a una distancia rde una carga q, la energa potencialelectrosttica mutua es:De manera equivalente, el potencial elctrico es


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Trabajo elctrico y energa potencial elctrica

Considrese una carga puntual qen presencia de un campo elctrico. Lacarga experimentar una fuerza elctrica. Se define como el trabajo "W"

Ahora bien, si se pretende mantener la partcula en equilibrio, odesplazarla a velocidad constante, se requiere de una fuerza quecontrarreste el efecto de la generada por el campo elctrico. Esta fuerzadeber tener la misma magnitud que la primera, pero sentido contrarioes decir:

Diferencia de Potencial elctrico

Considrese una carga de prueba positiva en presencia de un campoelctrico y que se traslada desde el punto A al punto B conservndosesiempre en equilibrio. Si se mide el trabajo que debe hacer el agente quemueve la carga, la diferencia de potencial elctricose define como:


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El trabajo puede ser positivo, negativo o nulo. En estos casos elpotencial elctrico en B ser respectivamente mayor, menor o igual queel potencial elctrico en A. La unidad en el SI para la diferencia depotencial que se deduce de la ecuacin anterior es Joule/Coulomb y se

representa mediante una nueva unidad, el voltio, esto es: 1 voltio = 1joule/coulomb.Usualmente se escoge el punto A a una gran distancia (en rigor elinfinito) de toda carga y el potencial elctrico esta distancia infinitarecibe arbitrariamente el valor cero. Esto permite definir el potencial

elctrico en un puntoponiendo eliminando los

ndices:


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PROCEDIMIENTO1. Se dispone a desgastar el grafito con el ctter sobre la cartulina blanca en diferentes

reas, de manera que se cubra aproximadamente ms del 70% y menos del 100% de lcartulina, tratando que tenga diversas tonalidades en cada punto.

2. Se procede a elaborar un grid en la cartulina con puntos para coordenadas en X y Y,que sean claros para localizar a simple vista.

3. Se elabora una tabla de datos de coordenadas (X Y Z) dejando en blanco la coordenadZ para posteriormente color el dato adquirido.

4. Se coloca la cartulina en una superficie plana, y sobre los extremos se colocan loselectrodos aplicando una fuerza moderada, los electrodos estn conectados aleliminador de corriente que a su vez est conectado al regulador de corriente.


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5. Con el multmetro se configura para miliamperios, se coloca un electrodo negativo enun extremo de las tablas con el cable, haciendo contacto con el mismo, el otroelectrodo positivo se coloca sobre un punto del GRID en la cartulina, posteriormente emultmetro arroja una lectura la cual se captura en la tabla de datos previamenteelaborada. Se procede a hacer lo mismo con los dems puntos.

6. Ya una vez que se tomaron los datos de todos los puntos, se elabora en Excel una tablade datos con las tres coordenadas (X, Y, Z).

X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z

1 0 2 2 0 24 3 0 3 4 0 10

1 1 25 2 1 15 3 1 3 4 1 8

1 2 6 2 2 2 3 2 3 4 2 8

1 3 4 2 3 2 3 3 2 4 3 6

1 4 3 2 4 2 3 4 3 4 4 8

1 5 5 2 5 3 3 5 2 4 5 5

1 6 8 2 6 5 3 6 4 4 6 4

1 7 7 2 7 10 3 7 3 4 7 4


5 0 31 6 0 27 7 0 40 8 0 32

5 1 15 6 1 18 7 1 41 8 1 43

5 2 14 6 2 22 7 2 35 8 2 39

5 3 12 6 3 17 7 3 27 8 3 37

5 4 16 6 4 12 7 4 22 8 4 21

5 5 8 6 5 8 7 5 12 8 5 16

5 6 5 6 6 5 7 6 8 8 6 17

5 7 4 6 7 4 7 7 6 8 7 13

X Y Z

9 0 17

9 1 29

9 2 24

9 3 26

9 4 22

9 5 23

9 6 25

9 7 17

DATOS LAMINA 1


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CAPTURA DE DATOS EN SURFER 8

7. Se abre un worksheet en surfer, colocando todos los datos adquiridos en la prctica, yse le da guardar.

8. En la barra de herramientas de abre GRID y se le da click en DATA, selecciona el worksheet que se haba guardado, y se le da guardar.

9. En la barra de herramientas se abre MAP, despus se le da click en CONTOUR MAPdespus NEW CONTOUR MAP, despus se selecciona el GRID que se guard.

10.

En la barra de herramientas se abre MAP, se le da click en SURFACE, despus seselecciona el GRID guardado y de esa manera se elabora un mapa en 3D.


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1 2 3 4 5 6 7 8 9

0

1

2

3

4

5

6

7

COUNTOUR MAP VECTOR MAP

WIREFRAME MAP

3D MAP

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0

1

2

3

4

5

6

7


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1 0 2 2 0 29 3 0 5 4 0 6

1 1 2 2 1 30 3 1 7 4 1 6

1 2 2 2 2 26 3 2 35 4 2 6

1 3 2 2 3 3 3 3 5 4 3 34

1 4 2 2 4 4 3 4 5 4 4 10

1 5 2 2 5 22 3 5 9 4 5 5

1 6 3 2 6 4 3 6 6 4 6 15

1 7 5 2 7 3 3 7 4 4 7 4

5 0 22 6 0 49 7 0 49 8 0 45

5 1 13 6 1 15 7 1 46 8 1 26

5 2 12 6 2 24 7 2 35 8 2 26

5 3 13 6 3 36 7 3 31 8 3 25

5 4 8 6 4 22 7 4 30 8 4 26

5 5 8 6 5 17 7 5 25 8 5 22

5 6 24 6 6 16 7 6 16 8 6 17

5 7 4 6 7 9 7 7 11 8 7 13

X Y Z

9 0 28

9 1 17

9 2 15

9 3 17

9 4 19

9 5 22

9 6 17

9 7 15

DATOS LAMINA 2

LMINA 2

(X,Y)

GRAFICAS SURFER 8DATOS

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0

1

2

3

4

5

6

7


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1 2 3 4 5 6 7 8 9

0

1

2

3

4

5

6

7

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0

1

2

3

4

5

6

7

COUNTOUR MAP VECTOR MAP

WIREFRAME MAP

3D MAP


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CONCLUSINCon la experiencia de esta prctica de laboratorio, se afianzaron losconocimientos tericos impartidos en el aula por el profesor Ing. MiguelMartnez Flores, as mismo se observ la diferencia de potencial elctrico enlas grficas arrojadas por el software SURFER 8, de los datos adquiridos sobrela cartulina cubierta de grafito no en su totalidad.

En las grficas se observa como en cada punto del GRID tiene diferentepotencial elctrico debido a que el grafito no estaba uniformementedistribuido sobre la cartulina, creando una variacin de cargas en cada punto,tambin nos cre la idea de que en la siguiente practica en el suelo va a

ocurrir lo mismo pero a gran escala con diferentes datos y diferente materialpero con el mismo mtodo, ya que el suelo contiene un potencial elctrico quevara en toda la superficie, dndonos como resultado graficas como lasobtenidas en esta prctica. De esta manera ya tenemos la idea principal paradesarrollar la siguiente prctica en el campo.

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