UTN-FACULTAD REGIONAL ROSARIO-UDB FSICA FSICA II PROMOCIN
DIRECTA- 2014
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Trazado de Lneas EquipotencialesEl experimento consiste en el
trazado de lneas equipotenciales entre dos electrodos, de una
manera sencilla que permite realizar las mediciones en el lapso
destinado a una clase. fUNDAMENTOS fsicos
Se define una funcin denominada Potencial elctrico que es
posible medirla con sencillez y nos permite determinar el campo
elctrico de una manera sencilla. El Campo Elctricoes una funcin
vectorial de variable vectorial que a cada punto del espacio le
asocia la fuerza que acta sobre una carga unitaria puntual ubicada
en l. La unidad de Campo Elctrico en el SIMELA es N/c = V/m. El
Potencial Elctrico (V), es una funcin real de variable vectorial
que a cada punto del espacio le asocia el trabajo que se debe
realizar para mover una carga unitaria puntual desde un punto donde
el campo elctrico es nulo hasta el punto en cuestin. La unidad de
Potencial Elctrico en el SIMELA es J/C = VoltTeniendo en cuenta la
definicin de ambas funciones se puede escribir:
(1)
despejando :
(2)VAB = VB VA es el trabajo necesario para trasladar una carga
de 1 C desde A hasta B. La cantidad VAB se llama diferencia de
potencial (ddp) o voltaje y la podemos medir utilizando un
voltmetro.El campo elctrico se representa grficamente a travs del
concepto de lneas de fuerza. Del mismo modo es posible representar
el potencial elctrico mediante las denominadas superficies
equipotenciales. Estas son el lugar geomtrico de los puntos del
espacio en los que el potencial tiene un mismo valor, es decir, se
obtiene una familia de superficies en las que se cumple la relacin
(3).V (x, y, z) = Constante(3)Esta ecuacin representa una
superficie en el espacio tridimensional, de forma similar a las
llamadas curvas de nivel de los mapas cartogrficos (altura
constante) o las curvas isobricas de los mapas meteorolgicos
(presin constante).Los diagramas bidimensionales de las superficies
equipotenciales constituyen lneas equipotenciales; stas se dibujan
habitualmente con un valor fijo para la diferencia de potencial
entre ellas.
Las superficies equipotenciales son perpendiculares a las lneas
de fuerza del campo elctrico en todo punto, lo cual resulta de las
propiedades del operador gradiente, de acuerdo a la relacin
(2).
Para el caso de una carga puntual (Q), el potencial viene dado
por la ecuacin V(r) = , por lo tanto las superficies
equipotenciales son superficies esfricas con centro en la carga. La
representacin bidimensional resulta en una familia de
circunferencias centradas en la carga, como se muestra en la figura
1 para una carga positiva.
Figura 1: Lneas equipotenciales para una carga puntual positiva.
Las flechas representan las lneas de campo elctrico
DISPOSITIVO EXPERIMENTALEl circuito utilizado para la medicin de
las ddp se ha representado en la figura 1.
Figura 1: Circuito utilizado en la medicin
Moviendo la punta de prueba positiva se marcan los puntos
equipotenciales y luego se trazaron las lneas que se muestran en la
figura 2 para los electrodos mostrados en la figura.
Figura 2: Lneas equipotenciales obtenidas
experimentalmentePresionando suavemente la punta de prueba y de
forma vertical, a la vez que la representacin sobre el papel
milimetrado es rpida.Cambiar los electrodos y determinar las lneas
equipotenciales correspondientes
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