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Potencial Electrico. Pag. 1
1.
EXPERIMENTO:
2.
OBJETIVO
POTENCIAL ELECTRICO
Determinar el potencial eléctrico producido por algunas configuraciones de carga
eléctrica.
3.
TEORIA
Potencial Eléctrico
Una o varias cargas eléctricas originan en el espacio que las rodea ciertas propiedades
físicas tales como el campo eléctrico E y el Potencial Eléctrico V(r).
El potencial eléctrico V(r) es una cantidad escalar definida como energía potencial
eléctrica (U) por unidad de carga, es decir:
V = U / qo
……………………………………….
(1)
La unidad del potencial eléctrico es el voltio: [V]= J/C = voltio.
Cuando una fuerza externa Fe traslada una carga puntual qo desde el infinito (donde V
=V0= 0) hasta algún punto A (fig.1), se realiza trabajo sobre la carga.
Vo
E
qo
A
Fig.(1). Potencial Eléctrico en un punto A
Para que todo el trabajo realizado al traer la carga sea igual a la energía potencial, el
proceso se debe realizar lentamente (proceso cuasi estático, cinética = 0), es decir la
fuerza externa Fe debe equilibrar a la fuerza que ejerce el campo eléctrico E sobre qo, es
decir:
F = - qo E
…………………………………(2)
El trabajo realizado por la fuerza externa será:
A
A
W  U A   Fe . dl  -  q 0 E . dl …………………… (3)


Teniendo en cuenta las ecuaciones (1) y (3) se deduce:
VA 
A
UA
 -  E . dl ……………………….......(4)

q0
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La ec(4) nos permite determinar el potencial eléctrico en el punto A cuando se conoce el
campo E(r).
La diferencia de potencial entre dos puntos A y B es entonces:

A 
VA - VB  -  E . d l …………………..
B
(5)
Si el campo eléctrico fuera uniforme y en la dirección del eje +X, podemos escribir de la
ec. (5):
V = -E x + constante …………………….. (6)
En el experimento a realizar se utilizan electrodos (conectadas a las salidas de una
fuente de poder o voltaje) sumergidos parcialmente en una solución conductora de
sulfato de cobre, la cual se encuentra en una bandeja transparente.
4.
EQUIPO





5.
01 Bandeja de vidrio pyrex con solución conductora
01 Fuente de voltaje c.c.
01 Voltímetro Digital
01 Juego de electrodos
02 Lámina de papel milimetrado (debe traer el alumno)
PROCEDIMIENTO
CUIDADO:.....EVITE QUE LOS ELECTRODOS SE TOQUEN ENTRE SÍ, PUES
PRODUCE CORTO CIRCUITO.
Coloque debajo de la bandeja un papel milimetrado en el que se haya trazado un
sistema de coordenadas X-Y. Este sistema le servirá para el desarrollo de todo el
experimento.
Potencial Eléctrico de dos Cargas Puntuales +Q y -Q
1) Poner en la solución un par de electrodos puntuales ubicados simétricamente en el
eje X, por ejemplo (-5, 0)cm y (5, 0)cm, luego conecte la fuente de poder con 6 V
como indica la Fig.(2).
2) Colocar un cable de salida del voltímetro en el origen de coordenadas (0,0) y el otro
en el eje X (x,0), los valores de x están en la tabla I. Observe el valor dado por el
voltímetro teniendo sumo cuidado de las adecuadas conexiones Considerando el
Potencial Electrico. Pag. 3
potencial eléctrico cero en el punto (0,0), anote en la Tabla I la diferencia de
potencial para los correspondientes puntos (x,0).
Fig. (2).
Disposición del equipo para dos cargas puntuales +Q y -Q.
El puntero conectado al origen 0 es fijo, solo varia el valor x.
Tabla I. Electrodos Puntuales +Q y -Q.
x (cm)
V (volt)
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
Potencial Eléctrico de dos Placas Paralelas
1)
2)
Coloque el par de electrodos planos conectados a la fuente (6 voltios) en las
posiciones x = -5cm, x = 5cm. Fig.(3). El profesor puede cambiar estos
valores.
Coloque un puntero del voltímetro en el polo negativo de la batería (potencial
cero) y el otro puntero en el eje X, (x, 0), donde los valores de x serán tomados
según la Tabla II. Las lecturas correspondientes del voltímetro anotarlos en la
Tabla II para los valores de "x" indicados allí.
Fig.(3) Disposición del equipo para electrodos planos.
Potencial Electrico. Pag. 4
Tabla II.
x (cm)
V (volt)
6.
-8
Electrodos Planos
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
CALCULOS Y RESULTADOS
 Utilizando los datos de la Tabla I y II graficar V vs x.
 Utilizando la gráfica V vs x, de la Tabla II, obtener el campo eléctrico existente entre
los electrodos planos.
7. CUESTIONARIO
 ¿Para cargas puntuales +Q y -Q, en qué lugares el potencial debe ser cero?
 Deduzca analíticamente el potencial en un punto del eje X, justo para cargas +Q y –Q
ubicados simétricamente en el eje X.
 Explique si hay máximos y mínimos en el grafico de V vs x.
8. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES, (correspondientes al experimento).