INTRODUCCIÓNEl concepto de campo eléctrico es muy importante. Después de comprender perfectamente este concepto, será posible entender y manejar una gran variedad de situaciones eléctricas. Como el campo eléctrico existe no sólo en el aire y el espacio exterior, sino también en los circuitos eléctricos ordinarios. En esta práctica se tendrá la oportunidad de crear un campo eléctrico sencillo y medirlo. También podremos trazas las líneas equipotenciales del campo, estas son los lugares geométricos de los puntos de un campo de fuerza que tienen el mismo potencial. Los campos de fuerza se pueden representar gráficamente por las superficies equipotenciales o por las líneas de fuerza.Toda partícula que tenga carga eléctrica genera un campo eléctrico. El potencial eléctrico en un punto, es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva 𝑞 desde el origen hasta un punto, por cada unidad de carga de prueba, lo cual se expresa matemáticamente así:

V=Wq

(1)Donde 𝑊 es el trabajo realizado por la fuerza eléctrica. Además, considerando una carga de prueba positiva que puede ser utilizada para hacer el mapa de un campo eléctrico. Para tal carga de prueba 𝑞0 localizada a una distancia 𝑟 de una carga 𝑞 la energía potencial electrostática entre las cargas es: U=K q0q

r(2)Y por lo tanto, reemplazando (2) en (1) haciendo uso de la equivalencia (Trabajo-Energía), se tiene:

V= Uq 0

=K qr

(3) En un campo eléctrico, el lugar conformado por puntos de igual potencial eléctrico se denomina superficie equipotencial, dichas superficies equipotenciales son siempre perpendiculares a las líneas de fuerza- 1. Dado el campo eléctrico, es posible hallar la función potencial eléctrico. Pero también se puede proceder en sentido contrario; partiendo del potencial eléctrico deducir el campo. Ya que el campo eléctrico es el gradiente cambiado de signo del potencial, es decir: 𝐸 = −∇𝜑 (4) Donde 𝐸 es el campo eléctrico y 𝜑 el potencial. El signo menos proviene a causa de que el campo eléctrico está dirigido de una región de potencial positivo hacia una región de potencial negativo, mientras que el vector ∇𝜑 se define de manera que se dirija en el sentido de 𝜑 creciente.2 Por lo tanto, cuando se encuentra que 𝜑 es constante, significa que el campo eléctrico es nulo. El campo eléctrico producido por un anillo únicamente posee una componente paralela su eje de simetría, ya que las componentes

perpendiculares al eje Z (de simetría) correspondientes a dos elementos de carga 𝑑𝑞 diametralmente opuestos se anulan, por lo tanto, el campo producido paralelo al eje de simetría vale: E=∮ 1

4πε 0dq

r2a= 14 πε 0

q

a2+z2z

√a2+z2= 14πε 0

qz

(a2+z2 )23

(5) Donde 𝑎 es el radio del anillo, 𝑧 es la distancia del centro del anillo al punto donde se encuentra la carga de prueba 𝑞 y 𝜀0 es la permitividad del vacío. 3 En el caso de la presente práctica experimental, se estudia la intersección de las superficies equipotenciales con el plano sobre el que se ha hecho el experimento; por tal razón se habla de “Líneas Equipotenciales”, en vez de superficies. Es entonces una línea equipotencial la unión de los puntos de igual potencial eléctrico que se encuentran sobre el plano, del que se habla a continuación.

OBJETIVOS GENERALES Demostrar comprensión de los conceptos de campo y potencial eléctrico. Armar y utilizar un circuito sencillo para medir el voltaje en distintos puntos. Observar el espectro del campo eléctrico en un plano producido por una distribución de carga obtenido a partir de la visualización de las líneas equipotenciales y el trazado de las líneas de campo. Verificar experimentalmente algunas de las predicciones de los modelos, teorías o leyes fundamentales estudiadas en clase.OBJETIVOS ESPECÍFICOS Identificar los puntos dentro de un plano cartesiano (campo eléctrico) que posean la misma carga. Observar experimentalmente la formación de líneas equipotenciales para diversas distribuciones de carga (electrodos). Verificar experimentalmente la aparición de líneas de campo eléctrico entre los electrodos y comprobar que ellas son mutuamente ortogonales con las líneas equipotenciales. Establecer las características generales que poseen las líneas de campo y las líneas equipotenciales para un conjunto de electrodos dados.CONCLUSIONES El campo eléctrico producido por los dos electrodos colocados simétricamente es constante, las líneas de campo son perpendiculares a las superficies equipotenciales.

Las superficies equipotenciales que describe el potencial eléctrico producido por dos electrodos paralelos son líneas paralelas a los electrodos y perpendiculares a las líneas de campo.BIBLIOGRAFÍA Berkeley Physics course-volumen 2, Electricidad y magnetismo, Segunda edición, “deducción del campo a partir del potencial” pág. 47 SEARS • ZEMANSKY FÍSICA UNIVERSITARIA Volumen 2, Potencial Eléctrico, 12 edición, págs. 780-804 Zahn M. “Teoría Electromagnética” Ed. McGraw-Hill Llames, Nuñez y Sifredo FÍSICA MECÁNICA 1ra. Edición, Editorial Ciencia y Arte, Guatemala 1995 pp. 272 - 279