Download Presentación de PowerPoint

 Determinar la variación del campo eléctrico y del
potencial con relación a las coordenadas, obteniéndose
del análisis de los datos, ecuaciones que relacional el
potencial con la distancia radial y el campo eléctrico con
la distancia radial.
 Obtener la geometría de un campo eléctrico.
Es la cantidad de energía por
unidad de carga necesaria para
mover a una carga de prueba desde
el infinito a través de un campo
eléctrico.
Son aquellas superficies que están compuestas
por una distribución continua de puntos que
poseen el mismo potencial eléctrico.
Es la región del espacio en la cual se
pueden atraer o repeler una carga, o
donde se hacen sentir las fuerzas
eléctricas de una carga puntual.
Son líneas que permiten conocer la
dirección de una carga dentro de la
región de un campo eléctrico. Son
representaciones gráficas de la
dirección y en ciertas veces de la
intensidad de la carga.
Cuba electrolítica
Voltímetro digital
Dos
sondas
y Puntas de prueba para el
cables
para voltímetro, una de las cuales
conexiones
debe terminar en punta aguda
Electrodos.
Cuba.
Hoja milimetrada centrada con ejes
coordenados para hacer la toma de
datos
Fuente.
Voltímetro.
Hoja
milimetrada
centrada bajo la
cuba.
1. Realice el montaje de la siguiente figura:
–
V
+
–
+
25 V
2. Utilizando la punta móvil del multímetro, toque diferentes puntos del electrodo
interno. ¿Qué voltaje indica el voltímetro? ¿Cambia de valor el voltaje sobre el
electrodo al tocar los diferentes puntos del mismo? ¿Será el electrodo interno
una superficie equipotencial? Razone su respuesta.
3. Mueva la punta móvil del voltímetro y toque diferentes puntos del electrodo externo.
¿Qué voltaje indica el voltímetro? ¿Le parece lógico el valor medido? ¿Será el
electrodo externo una superficie equipotencial? Razone su respuesta.
4. Mida el radio del electrodo interno (rEI) y el radio interno del electrodo externo (rEE).
rEI =1.3cm
rEE = 12 cm
5. En la tabla 1 anote las coordenadas de los puntos que se encuentran en la misma
superficie equipotencial.
Tabla 1
V1= 20 V
V2= 17 V
V3= 14 V
V4= 11 V
V5= 8 V
V6= 5 V
V7= 2 V
X1
Y1
X2
Y2
X3
Y3
X4
Y4
X5
Y5
X6
Y6
X7
Y7
1.9
0
2.6
0
3.3
0
4.9
0
6.4
0
8
0
10.7
0
0
-1.9
-2.7
0
-3.8
0
-4.9
0
-6.2
0
-8
0
-10.3
0
-1.4
0
0
2.5
0
3.4
0
4.9
0
6.1
0
-7.9
0
11
0
1.3
0
-2.9
0
-3.8
0
-4.6
0
-6.1
0
8.4
0
-10.4
1.4
-1.4
1.7
-2.1
2.5
2.5
3.3
-3.3
4.2
-4.6
5.5
-5.7
7.9
-7.4
1.5
1.7
-2.3
-2.1
-2.5
2.5
-3.3
-3.3
-3.9
-4.6
-5.5
-5.7
-7.9
-7.4
-1.6
-1.6
2.2
1.9
2.6
-2.5
3.4
3.5
4.8
5.1
-6
5.3
6
8.7
-1.5
1
-1.1
2
-3.3
-2.6
-3.6
3.5
-4.6
4.6
6
5.3
-6.4
8.7
6. Calcule el radio promedio para cada superficie equipotencial. Registre los
resultados en la tabla 2. Anote los valores de V y radio promedio (rP) en la
tabla 3.
ri  xi  yi
2
2
n
r1
r2
r3
r4
r5
r6
r7
1
1.9
2.6
3.3
4.9
6.4
8
10.7
2
1.9
2.7
3.8
4.9
6.2
8
10.3
3
1.4
2.5
3.4
4.9
6.1
7.9
11
4
1.3
2.9
3.8
4.6
6.1
8.4
10.4
5
1.9
2.7
3.5
4.6
6.2
7.9
10.8
6
2.26
3.11
3.5
4.6
6
7.9
10.8
7
2.26
2.9
3.6
4.8
7
8
10.5
8
1.8
2.2
4.2
5.02
6.5
8
10.8
1.8
2.7
3.6
4.7
6.3
8
10.6
1 8
rP    ri
n n 1
Tabla 2
7. Anote los valores de V y radio promedio (rP) en la tabla 3.
8.
V (V)
20
17
14
11
8
5
2
rP
1.8
2.7
3.6
4.7
6.3
8
10.6
En un papel milimetrado y tomando el origen de coordenadas en el centro del papel,
represente las coordenadas de los puntos de la tabla 1. Utilice un compás con abertura
equivalente al radio promedio y trace mediante líneas punteadas la superficie
equipotencial correspondiente. Coloque el respectivo potencial a cada línea. Trace las
líneas de fuerza de campo eléctrico.
9. Grafique la tabla 3 en papel milimetrado, bilogarítmico y semilogarítmico. En una de las
tres gráficas obtendrá una línea recta. Determine la ecuación de la recta, la cual
representa la relación entre el voltaje y radio por la función V = f(r). Para la gráfica en
papel milimetrado debe tener presente el comportamiento del potencial en el electrodo
interno, tal como lo determinó en el paso 4.2. La gráfica se realizará desde r = 0 cm hasta
r = 12 cm. Cuando realice la gráfica en papel semilogarítmico coloque el voltaje en la
escala lineal como eje de las ordenadas y el radio en la escala logarítmica como eje de las
abscisas.
10. Halle la ecuación del campo eléctrico E  grad (V )   V
la ecuación de V = f(r), obtenida en el paso anterior.
r (Gradiente
de Potencial), utilizando
11. Considerando la ecuación encontrada de E= f (r), asigne valores a “r” entre 0 cm y 12 cm
(0 cm < r ≤ 12 cm) y calcule el valor del campo “E”. Anote los resultados en la tabla 4.
Grafique en papel milimetrado E vs r y recuerde considerar el comportamiento del
potencial en el electrodo interno tal como lo determinó en el paso 2.
3.555
E = rln(10)
E(V/cm) 0.7720 0.3860 0.2573 0.1930 0.1544 0.1287
r(cm)
2
4
6
8
10
12
12. De acuerdo a lo observado en las gráfica, responda: a) ¿Cuánto vale el potencial
desde r = 0 cm hasta r = 1 cm? b)¿Cuánto vale el campo eléctrico desde r = 0 cm
hasta r = 1 cm? ¿Por qué estos valores?.
13. ¿A qué distancia radial se anula el potencial y a qué distancia radial se anula el
campo eléctrico?.
14. A partir de las ecuaciones determinadas para el potencial y el campo eléctrico en
función del radio, identifique el modelo electrostático estudiado.