como son las lineas equipotenciales en un campo

1. 1
Universidad de San Carlos de Guatemala
Centro Universitario de Occidente
División de Ciencias de la Ingeniería
Laboratorio de Física 2
Sección A
Practica # 4
Líneas equipotenciales
Integrantes:
• 201930305 Atawalpa Itzamná Ixcayau Noj
• 202030743 Jason Abelino Chojolán Sacalxot
• 201830808 Edvin Alberto Tipaz Tale
• 202032061 Leonardo Emanuel Velásquez López
• 201830318 Wilmer Daniel Gramajo Reyes
• 201930246 Wilmer Lorenzo Choxom Chamorro
• 202030285 Mario Anibal Son Chiché
• 202030359 Fredy Antonio Tzunun Cristal
Grupo #8
08/03/2022

2. 2
Índice
Índice------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2
Objetivos-------------------------------------------------------------------------------------------------------------.3
Sumario---------------------------------------------------------------------------------------------------------------4
Marco teórico--------------------------------------------------------------------------------------------------------5
Resultados------------------------------------------------------------------------------------------------------------6
Discusión de resultados-----------------------------------------------------------------------------------------7 y 8
Conclusiones---------------------------------------------------------------------------------------------------------9
Recomendaciones--------------------------------------------------------------------------------------------------10
Anexos---------------------------------------------------------------------------------------------------------------11
Bibliografía---------------------------------------------------------------------------------------------------------12

3. 3
Objetivos
Objetivo General:
• Construir un modelo que permita realizar mediciones y comprobar que las líneas
equipotenciales son perpendiculares a las líneas de campo eléctrico.
.
Objetivos Específicos:
• Comprender y asociar conceptos aprendidos en clase con los fenómenos prácticos respecto al
tema teniendo una referencia visual de las líneas equipotenciales de un campo eléctrico
generadas por el cargador.
• Trazar líneas equipotenciales en un campo eléctrico generado por dos electrodos constituidos
por dos líneas paralelas (placas paralelas)
• Observar la formación de las líneas equipotenciales que se dan al aplicar voltaje al agua.

4. 4
Sumario
En la siguiente práctica se busca comprobar que las líneas equipotenciales son perpendiculares a
las líneas formadas por el campo eléctrico; por lo cual los materiales que se utilizaron fueron
lagartos conductores con aislante en las pinzas metálicas, También se utilizaron dos piezas de
hierro angular de ½ que se utilizarán para generar las líneas equipotenciales mediante cargas
conductoras, también se utilizó una bandeja de poli estireno (duropor) que como sabemos tiene baja
conductibilidad eléctrica por lo que hace que la energía no se distribuya y de esta manera se
mantenga la energía dentro del campo, para que todo nuestro sistema sea energizado utilizamos
como fuente de energía un cargador al cual se le quitó el aislante y se pelaron dos puntas hallando
de esta manera el alambre de cobre , tomando en cuenta que los lagartos antes mencionados van
conectados a las puntas del cargador que ya estaban sin aislante, para de esta manera energizar de
una forma regulada gracias al cargador que contiene un regulador de energía y que hace que las
cargas conductoras generen líneas equipotenciales y se demuestren de una mejor manera, los dos
pedazos de hierro angular tienen que estar a una cierta distancia para que la energía que se
introducirá en ellos se ha capaz de ser lo suficientemente fuerte para que de esta forma una placa se
ha atraída a la otra y así generar las líneas equipotenciales mediante cargas conductoras, se utilizó
un multímetro y su función era medir el voltaje que se transmitía del cargador de teléfono, ya
estando conectado a una fuente de corriente comenzamos a trazar puntos en tramos de las líneas
que luego todos los puntos fueron unidos con un marcador creando así y enmarcando las líneas
equipotenciales mediante cargas conductoras en el poli estireno (duropor). De la misma manera
también se utilizó un multímetro que nos ayudó a medir el voltaje en el campo eléctrico que se
generó gracias a las cargas puntuales de la misma manera se trazaron puntos en tramos de las líneas
que generaban las cargas puntuales, para luego poder unir todos los puntos y así enmarcar las líneas
generadas por las cargas puntuales y demostrar que las líneas equipotenciales son perpendiculares
a las líneas formadas por el campo eléctrico mediante las gráficas que trazamos en el poli estireno
(duropor).

5. 5
Marco teórico
En general, la dependencia especial explicita de esos campos E (campo elástico) y V (potencial
eléctrico) dependen de la forma como especialmente estén distribuidas las cargas. En el caso de las
cargas puntuales se presenta una semiesférica, de modo que los campos E y V presentan una distribución
radial en sus valores y tienden a cero a medida que nos alejamos de las cargas que producen los campos.
En el caso de dos placas conductoras paralelas el campo E presenta un valor constante en la región
comprendida entre las placas, pero el potencial eléctrico V es directamente proporcional a la distancia
perpendicular medida en referencia a uno de los angulares que desde el punto de vista experimental
generalmente es formada en un circuito desde el punto de potencial cero. Se notan dos cosas
importantes, la diferencia en el valor que toma el campo eléctrico E y el potencial eléctrico V. y con la
distancia matemáticamente hablando estos comportamientos son correlacionados mediante el concepto
de gradiente ya que esta se está relacionando en un campo vectorial E con un escalar V. El gradiente en
estos casos es definido con un vector que se encuentra normal a una superficie o curva en el espacio ya
que esa será la dirección en la cual el potencial eléctrico cambiará rápidamente.
Las líneas equipotenciales son como las líneas de contorno de un mapa que tuviera trazadas las líneas
de igual altitud. Las líneas equipotenciales son siempre perpendiculares al campo eléctrico. En tres
dimensiones, estas líneas forman superficies equipotenciales.

6. 6
Resultados
• Una forma de representar el campo es dibujar algunos vectores de campo eléctrico.
• Otra forma ampliamente usada es a través de líneas de campo. Estas líneas están íntimamente
relacionadas a los vectores de campo.
• La dirección del campo en cualquier punto es tangente a la línea de campo en ese punto.
• El lugar geométrico de los puntos de un campo escalar, en los cuales el potencial de campo o
el valor numérico de la función que representa el campo es constante.
Primera Analogía
Cargas conductoras paralelas que representan un valor constante en la región comprendida entre las
placas.
Segunda Analogía
Cargas puntuales que representan simetría esférica.

7. 7
Discusión de resultados
Análisis general
Discusión de resultados En nuestra práctica tratamos de visualizar las líneas equipotenciales que son
perpendiculares a las líneas del campo eléctrico, las líneas que encontramos al insertar una punta del
multímetro en la bandeja de duroport, tratando de buscar un mismo voltaje con el fin de poder marcar
las líneas equipotenciales de manera precisa y constante. Principalmente el multímetro debía marcar
una carga de 5V. El cual no marcó el multímetro, suponemos que el motivo de este fue porque las piezas
de hierro no se encontraban colocadas directamente en el fondo de la bandeja y de alguna manera había
un punto de fuga. Debido a esto, el valor más alto que obtuvimos fue de 3.75V, con este valor
comenzamos a formar la primera línea, posteriormente se realizaron 4 mediciones más formando un
total de 5 líneas equipotenciales.
Al momento de ir trazando las líneas equipotenciales pudimos notar que tenían una pequeña curvatura,
esta era mínima debido a la variación del voltaje, aun así, estas se conservaban porque las líneas
equipotenciales se mantenían de manera paralela. Fuera de la pequeña curvatura podemos confirmar
que estas son perpendiculares a las líneas de campo eléctrico. Ya que las líneas que visamos, poseían
irregularidades, pero mayormente se mantuvo la forma de líneas paralelas, concluimos, que las líneas
equipotenciales son perpendiculares al campo eléctrico, como lo describe la teoría.
Mientras los resultados se discutían por parte del grupo surgió la duda. ¿qué pasaría si el cargador
entregará más de 5 voltios?, en respuesta a esto se llegó al consenso de que si entregara más de 5 voltios
los angulares tendrían en consecuencia una carga mayor, recordando que los angulares actúan como la
carga generadora, se hizo énfasis en que el fenómeno sería el mismo excepto que la magnitud de la
carga sería mayor ya que las cargas generadoras serían mayores por tanto se tendrían lecturas mayores,
pero con el mismo comportamiento que se tuvo con los 5 voltios
Tras toda la discusión se llegó a la conclusión de que la teoría y la práctica arrojan los mismos datos
comprobando así en la práctica la veracidad de la teoría aprendida en clase y entendiendo a profundidad
al ver de manera práctica cómo sucede el fenómeno
Variación de datos.
Para entender a profundidad la variación nos planteamos la siguiente pregunta, ¿la variación de datos
hace que estos contradigan la teoría o la reafirman? Comparando los datos obtenidos en la práctica y la
teoría podemos notar que existe congruencia entre ambas lo que nos mostró que la variación no
contradice la teoría, sin embargo, en ciertos aspectos no corresponde a esta misma al 100%
Si bien no corresponde al 100% podemos decir que la teoría es verdadera, pero ¿Por qué concluimos
esto? Pues podemos ver en la teoría que el comportamiento de esta en condiciones ideales (controladas)
mientras que en la práctica realizada estas tienen ligeras variaciones que modifican el resultado
Condiciones adecuadas para evitar variaciones en la práctica
Por lo anterior podemos afirmar que la práctica no fue la ideal ya que el ambiente y los instrumentos
no fueron totalmente controlados, ya que no contamos con una forma fiable de comprobar la calidad
de agua, ya que esta podría contener diferentes elementos, como podría ser agua clorada, agua con

8. 8
óxidos o ensuciarse con las mismas impurezas de nuestras herramientas de medición como las grasas
de nuestras manos, los cuales afectan a la lectura de las mediciones.
Podríamos mejorar las condiciones de la práctica de puntos equipotenciales cambiando la superficie de
contacto por una que sea más simétrica o que se acerque a la definición de un “punto equipotencial” ya
que la forma de los lagartos utilizados en la práctica, no son simétricas ni se asemejan a la forma de un
“Punto” para corregir este problema podríamos cambiar los lagartos por alfileres o clavos, o
directamente poner estas en el agua y luego proceder a conectar los lagartos.
Para la practica en general podríamos hacer uso de guantes de látex y agua embotellada para tener el
más mínimo margen de error posible.

9. 9
Conclusiones
• De este laboratorio podemos verificar las propiedades de las líneas de campo que estas salen
de cargas positivas y luego a las negativas.
• Que además nunca se cruzan y que las líneas equipotenciales son perpendiculares a las líneas
de campo porque tienen el mismo potencial.
• Las líneas equipotenciales son las uniones de hay puntos de igual diferencia de potencial
eléctrico, las líneas equipotenciales y las líneas de campo varían su magnitud y dirección de
acuerdo a la forma del cuerpo cargado a la distribución de carga.
• Lograr construir un modelo en el que se logra apreciar el comportamiento que tienen las líneas
equipotenciales dentro un campo eléctrico.
• Los materiales usados en la práctica fueron utilizados de forma correcta ya que de esta manera
se obtuvieron resultados exactos y así poder comprobar la teoría de las líneas equipotenciales
generadas de campos eléctricos.
• El potencial eléctrico de una partícula disminuye a medida que la distancia aumenta.

10. 10
Recomendaciones
• Verificar que el multímetro este en óptimas condiciones para la práctica, de esta manera se
evitaran inconvenientes al momento de realizar los experimentos.
• De ser posible, contar con dos o mas elementos de cada material, de esta manera se contarán
con equipo en dado caso de que alguno falle y así se evitara poner en riesgo la ejecución del
experimento.
• Contar con el equipo y con medidas de seguridad adecuadas, esto debido a que se está
trabajando con corriente eléctrica. Si bien es cierto que las cargas utilizadas no son de alto
riesgo, siempre es mejor estar preparados para y no pasar por momentos desagradables.
• Motivar a los estudiantes a participar en clase, esto con el fin de esclarecer las dudas y tener
una mayor comprensión del tema.

11. 11
Anexos
Datos de campos y fotografías de la practica

12. 12
Bibliografía
• SERWAY-J “Física para ciencias e ingeniería” Vol. 2 Editorial Thomson
• Sears y Zemansky física universitaria con física moderna Vol. 2
• http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/equipot.html