Este documento presenta un experimento para mapear el potencial eléctrico en tres configuraciones diferentes de cargas. Se midió el potencial eléctrico en puntos de una cuadrícula para placas cargadas paralelas, dos cargas puntuales y una carga puntual con un anillo cargado. Las mediciones se graficaron mostrando líneas de igual potencial y se analizó la uniformidad del campo eléctrico en cada caso.

1. Práctico 2
Mapeo de potencial eléctrico
Objetivos:
- Analizar el potencial eléctrico en el plano para tres distribuciones de cargas.
- Calcular el │ Ē │= f (x) para una curva de nivel en cada caso.
Marco Teórico:
- Relación entre V y Ē en una dimensión
El campo eléctrico es la fuerza por unidad de carga, de modo que multiplicando el
campo por la separación de las placas nos da el trabajo por unidad de carga, que por
definición es el cambio en el voltaje.
Para un campo eléctrico constante
› El campo eléctrico realiza un trabajo W cuando una carga positiva q se mueve
desde un lugar A en el que el potencial es alto, a otro B en el que el potencial
es más bajo. Si q>0 y VA>VB entonces W>0.
› El campo eléctrico realiza un trabajo cuando una carga negativa q se mueve
desde un lugar B en el que el potencial es más bajo, a otro A en el que el
potencial es más alto.
› Una fuerza externa tendrá que realizar un trabajo para trasladar una carga
positiva q desde un lugar B en el que el potencial es más bajo, hacia otro lugar
A en el que el potencial más alto.
› Una fuerza externa tendrá que realizar un trabajo para trasladar una carga
negativa q desde un lugar A en el que el potencial es más alto, hacia otro lugar
B en el que el potencial más bajo.
- Ē uniforme
Así como alrededor de una carga eléctrica se genera un campo variable, también
existe el campo eléctrico uniforme, que tiene la misma magnitud, dirección y sentido
en todos los puntos del espacio, independiente de la distancia. Un ejemplo de ello
ocurre con un par de placas planas y paralelas electrizadas con cargas de signo
contrario, y separadas por una distancia pequeña. Solo en los bordes de las placas se
aprecia una distorsión del campo eléctrico, tal como lo representa la figura:
𝐸𝑑 =
𝐹𝑑
𝑞
=
𝑊
𝑞
= 𝛥𝑉

2. Placas paralelas: en la región entre placas el campo eléctrico es uniforme y
constante.
𝐸 = −
𝑑𝑉
𝑑𝑥
Si E es constante ⟶ 𝐸 = −
𝛥𝑉
𝛥𝑥
V
X
Dos cargas puntuales: y
V = V₁ + V₂
𝑉 =
𝑘 .𝑞
𝑥
−
𝑘 .𝑞
(𝑎−𝑥)
+ 𝑉ₒ x a-x
x
+q -q
a

3. Materiales:
› Cubeta con agua
› Papel cuadriculado
› Placas metálicas
› Conexiones
› Fuente de C.C.
Procedimiento:
1- Armar el primer dispositivo como indica la figura 1.
2- Marcar los ejes cartesianos referenciales.
3- Con la punta libre de prueba conectada al voltímetro realizar las mediciones
correspondientes en cada punto del papel cuadriculado y anotar en la tabla 1.
4- Armar el dispositivo indicado en la figura 2.
5- Repetir 2- y 3- anotar las mediciones en la tabla 2.
6- Armar el dispositivo que muestra en la figura 3.
7- Repetir 2- y 3- anotar las mediciones en la tabla 3.
Dispositivos:
1. Dos placas paralelas 2. Dos cargas puntuales
3. Una carga y un anillo

4. Tablas de datos:
Tabla
1
X
(cm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
0 4,82 4,66 4,42 4,10 3,72 3,33 2,94 2,64 2,39 2,23
2 4,96 4,82 4,59 4,21 3,74 3,44 2,95 2,6 2,38 2,23
4 5,22 5,19 5,02 4,59 4,00 3,43 2,89 2,46 2,23 2,13
6 5,48 5,60 5,50 4,81 4,04 3,26 2,51 1,28 1,34 1,48
8 5,59 5,77 5,8 4,86 3,93 3,06 2,07 1,09 1,11 1,32
Y (cm) 10 5,69 5,9 5,81 4,93 4,00 3,13 2,02 1,04 1,02 1,25
12 5,68 5,89 5,84 4,99 4,02 3,20 2,23 1,22 1,13 1,33
14 5,59 5,73 5,73 4,88 4,04 3,27 2,57 1,47 1,42 1,51
16 5,48 5,49 5,2 4,67 4,05 3,43 2,78 1,97 1,82 1,74
18 5,29 5,19 4,82 4,4 3,89 3,37 2,92 2,35 2,11 1,97
20 5,13 5,02 4,71 4,35 3,91 3,5 3,04 2,52 2,28 2,11
Tabla
2
X
(cm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
0 7,00 7,15 7,47 7,76 8,06 8,19 8,09 7,77 7,45 7,28
2 7,20 7,35 7,60 7,95 8,43 8,65 8,27 7,65 7,33 7,12
4 7,00 7,11 7,39 7,78 8,59 9,40 8,08 7,45 7,06 6,93
6 7,78 6,87 7,05 7,27 7,63 7,96 7,51 7,09 6,79 6,61
8 6,57 6,59 6,66 6,78 6,86 6,75 6,70 6,41 6,22 6,15
Y (cm) 10 6,31 6,38 6,35 6,31 6,17 5,98 5,78 5,70 5,88 5,80
12 6,40 6,38 6,38 6,31 6,17 5,89 5,72 5,68 5,80 5,78
14 6,12 6,06 5,95 5,77 5,46 5,00 4,70 5,05 5,27 5,39
16 5,71 5,57 5,39 5,10 4,65 4,02 3,54 4,03 4,48 4,70
18 5,52 5,39 5,19 4,95 4,66 4,30 4,08 4,19 4,39 4,55
20 5,40 5,30 5,14 4,90 4,64 4,45 4,30 4,30 4,38 4,50
Tabla
3
X
(cm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
0 4,29 4,78 5,12 5,57 6,02 6,28 6,18 5,74 5,35 5,07
2 4,43 4,69 5,08 5,60 6,37 6,80 6,33 5,64 5,20 4,89
4 4,23 4,46 4,76 5,26 6,36 8,72 6,35 5,35 4,46 4,59
6 3,93 3,99 4,10 4,45 5,11 5,56 5,20 4,59 4,26 4,17
8 3,49 3,48 3,47 3,48 3,49 3,45 3,37 3,59 3,60 3,56
Y (cm) 10 3,03 2,94 2,76 2,43 1,80 1,96 2,08 2,66 3,00 3,16
12 2,82 2,65 2,33 1,77 1,28 1,27 1,28 2,00 2,43 2,70
14 2,53 2,33 2,03 1,58 1,16 1,09 1,02 1,57 2,09 2,31
16 2,33 2,15 1,90 1,61 1,26 1,00 1,27 1,61 1,88 2,07
18 2,18 2,05 1,86 1,65 1,48 1,04 1,18 1,44 1,68 1,86
20 2,07 1,96 1,84 1,70 1,58 1,52 1,55 1,65 1,76 1,87

5. Gráficas:
Gráfica 1 (Dosplacasparalelas):
Gráfica 2 (Doscargas puntuales):
Gráfica 3 (Unacarga puntal y un anillo):
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
0
6
12
18
5.00-6.00
4.00-5.00
3.00-4.00
2.00-3.00
1.00-2.00
0.00-1.00
0
6
12
18
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
8.00-10.00
6.00-8.00
4.00-6.00
2.00-4.00
0.00-2.00
0
6
12
18
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
8.00-9.00
7.00-8.00
6.00-7.00
5.00-6.00
4.00-5.00
3.00-4.00
2.00-3.00
1.00-2.00
0.00-1.00

6. Conclusiones:
- En las tres gráficas podemos observar que los bordes de separación entre zonas de
diferentes colores son líneas de igual potencial (equipotenciales).
- Trazo la gráficaV=f(x) para los datos (Tabla 1) que están entre las placas. Se eligió la zona
de y=8cm como referencia.
- La pendiente esconstante paraesaregión,estosignificaque esa zona del campo eléctrico
es uniforme E=0,47 N/C.
-
En la gráfica2 podemosobservarque hayzonasde igual potencial,donde algunas de ellas
son concéntricas alrededor de cada una de las cargas.
La ecuaciónteóricacoincide conlaformaobtenidaexperimentalmente en el conjunto de
datos seleccionados en el centro de la gráfica anterior.
V=8/x-8/(18-x)+7, V en voltios y x en cm.
- El campo eléctricoenlaregiónestudiadacumple con: 𝐸 = −
8
𝑥²
−
8
(18−𝑥)²
Recordarque,en unadimensión,E=
−𝑑𝑉
𝑑𝑥
- En la gráfica3 se observaque las equipotencialesse destacan,mostrandozonas
concéntricasa la carga puntual y unaregiónmás homogéneadonde se ubica el anillo.
- En la regióndonde estácolocadoel anillocargadoel potencial vale1,2V,constante.
Entoncesdentrodel anilloel potencial esconstante yel campoeléctricoennulo.
y = -0.4684x + 7.6842
R² = 0.9997
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 5 10 15
V(V)
X (cm)

7. Webgrafía:
› http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/elewor.html
› http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/campo/campo.htm
› https://www.blogdefisica.com/campo-electrico-uniforme.html