SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 4
Descargar para leer sin conexión
ESCRIBA EL TITULO DE LA GUÍA DE LABORATORIO
(Leidy Sierra Castro, Sergio Ravelo Gómez, Alex Uparela Arroyo, Sofía Paternina Meza)
Universidad delSinú: Elias Bechara Zainúm
RESUMEN
Mediante este informe se trata el tema de superficies equipotenciales y dirección de campo eléctrico, las cuales toman
un valor constante y que su dirección es siempre perpendicular a las superficies equipotenciales. La característica principal de
este es que todas las cargas tienden a moverse de modo que el trabajo de la fuerza sea positivo, es decir, de modo que disminuye su
energía potencial, es decir, las cargas de prueba positivas se mueven hacia donde el potencial eléctrico disminuye y las cargas de
prueba negativas se mueven hacia donde el potencial aumenta. Este informe nos ayuda a comprender y entender los
comportamientos de la dirección del campo eléctrico y de las superficies equipotenciales en forma gráfica. Se
desarrollarán y probaran diferentes simulaciones con una o más cargas, para observar su comportamiento y observar que forma
adopta las superficies equipotenciales al estar en conjunto con otras cargas, y la relación que existe entre ellas.
1. TEORÍA RELACIONADA.
Una carga eléctrica puntual q (carga de prueba) tiene, en
presencia de otra carga 𝑞1 (carga fuente), una energía potencial
electrostática. De modo semejante a la relación que se establece
entre la fuerza y el campo eléctrico se puede definir una
magnitud escalar, potencial eléctrico (V) que tenga en cuenta la
perturbación que la carga fuente q1 produce en un punto del
espacio, de manera que cuando se sitúa en ese punto la carga de
prueba, el sistema adquiere una energía potencial. El potencial
eléctrico creado por una carga q1 en un punto a una distancia r
se define como: 𝑉 = 𝑘 𝑞1 𝑟 (1)
Por lo que una carga de prueba q situada en ese punto tendrá
una energía potencial U dada por: 𝑈 = 𝑞𝑉 (2)
Para calcular el potencial en un punto generado por varias
cargas fuente se suman los potenciales creados por cada una de
ellas, teniendo en cuenta que es una magnitud escalar y que será
positivo o negativo dependiendo del signo de la carga fuente.
Así mismo el trabajo realizado por la fuerza electrostática para
llevar una carga q desde un punto A al punto B se puede
expresar en función de la diferencia de potencial entre dos
puntos A y B:
𝑊𝐴𝐵 = 𝑈𝐴 − 𝑈𝐵 = 𝑞𝑉𝐴 − 𝑞𝑉𝐵 = 𝑞∆𝑉 (3)
Recordando la definición de trabajo de una fuerza:
𝑊𝐴𝐵 = ∫ 𝐹⃗ ∙ 𝑑𝑙 𝐵 𝐴 = ∫ 𝑞𝐸⃗⃗ ∙ 𝑑𝑙 = −𝑞∆𝑉 (4)
𝐵 𝐴 Se puede obtener la relación entre el campo eléctrico y la
diferencia de potencial entre dos puntos:
∆𝑉 = 𝑉𝐵 − 𝑉𝐴 = − ∫ 𝐸⃗⃗ ∙ 𝑑𝑙 (5) 𝐵 𝐴
De esta expresión se deduce que en una región del espacio en la
que el campo eléctrico es nulo, el potencial es constante. Para
calcular el campo eléctrico a partir del potencial se utiliza el
operador gradiente, de modo análogo a cómo se obtiene la
fuerza a partir de la energía potencial:
𝐸⃗⃗ = −∇𝑉 (𝑟̂) = − 𝑑 𝑑𝑟 (𝑘 𝑞1 𝑟 )𝑈 𝑟 (6)
𝐸⃗⃗ = −𝑘 ( − 𝑞1 𝑟 2 )𝑈 𝑟 = 𝑘 𝑞1 𝑟 2 𝑈 𝑟 (7) [1]
Superficies equipotenciales Las superficies equipotenciales son
aquellas en las que el potencial toma un valor constante. Por
ejemplo, las superficies equipotenciales creadas por cargas
puntuales son esferas concéntricas centradas en la carga, como
se deduce de la definición de potencial (r = cte).
Figura 1: Superficies equipotenciales creadas por una carga
puntual positiva (a) y otra negativa (b) [2]
Recordando la expresión para el trabajo, es evidente que cuando
una carga se mueve sobre una superficie equipotencial la fuerza
electrostática no realiza trabajo, puesto que ΔV es nulo. Por otra
parte, para que el trabajo realizado por una fuerza sea nulo, ésta
debe ser perpendicular al desplazamiento, por lo que el campo
eléctrico (paralelo a la fuerza) es siempre perpendicular a las
superficies equipotenciales.
En la figura anterior (a) se observa que en el desplazamiento
sobre la superficie equipotencial desde el punto A hasta el B el
campo eléctrico es perpendicular al desplazamiento.
Las propiedades de las superficies equipotenciales se pueden
resumir en:
• Las líneas de campo eléctrico son, en cada punto,
perpendiculares a las superficies equipotenciales y se dirigen
hacia donde el potencial disminuye.
2
• El trabajo para desplazar una carga entre dos puntos de una
misma superficie equipotencial es nulo.
• Dos superficies equipotenciales no se pueden cortar. [3]
2. PROCEDIMIENTO
Paso 1: Se tiene como entorno de trabajo principalmente unas
opciones (campo eléctrico “mostrar solo dirección”, voltaje,
valores y rejilla, en otro recuadro se observa dos herramientas
de medida y por último observamos una carga positiva una
negativa y un sensor, se obtienen unidades como voltaje, campo
eléctrico y por último tenemos la opción de reiniciar la
simulación.
Paso 2: Se trasladan distintas cargas al escenario de trabajo y se
activa las opciones para mostrar solo la dirección del campo
eléctrico en alta resolución. Ver Figura 1
Figura 1 El campo eléctrico según la carga va hacia afuera o en
pocas palabras en sentido contrario a la carga además de esta se
pudo concluir que entre más cargas se pongan encima de la
carga inicial mayor va a ser su intensidad
Paso 4: Se reinicia la simulación y se activa la opción de la
rejilla, luego se coloca una carga + (Positiva) en un punto
central de su área de trabajo y se observa el campo eléctrico.
Luego se describe lo que se observa, como es el campo con
respecto a la carga, y que sucede con intensidad si se sobrepone
más cargas positivas sobre la carga inicial, active las opciones
para mostrar solo la dirección del campo en alta resolución.
Paso 5: Se reinicia la simulación y se ubica un dipolo eléctrico,
una carga positiva de 5 nC y otra de -5 nC sobre una misma
línea recta, separadas 2 cuadriculas, luego anexamos la imagen
obtenida mostrando la intensidad y dirección del campo
eléctrico, dibujamos 5 superficies equipotenciales alrededor de
cada carga, y se hace un testeo con un sensor de campo
moviéndolo sobre una superficie equipotencial, qué se observó
y que se concluye en esta situación. Ver Figura 2
Figura 2. La dirección del sensor de campo va hacia la misma
dirección de cada una de las cargas al momento de moverse,
también observar como la carga negativa atrae a la positiva, es
decir la dirección de las flechas de la carga positiva van hacia la
carga negativa.
Paso 6: Se reinicia la simulación y ubicamos diferentes cargas
positivas continuas a lo largo de una línea recta horizontal
intentando formar una línea infinita de carga. Se Anexa con su
informe la imagen obtenida mostrando la intensidad y dirección
del campo eléctrico, además a partir de sus resultados qué se
puede concluir. Ver Figura 3
Figura 3. Se observar al momento de repartir las cargas en
forma de línea recta nos da como resultado que las líneas del
campo solo obtienen dos direcciones que son de arriba hacia
abajo y la intensidad de este campo aumenta porque las últimas
líneas son modificadas por la distribución de las cargas.
Podemos concluir diciendo que aumenta el voltaje y existe
mucha intensidad eléctrica.
Paso 7: Se reinicia la simulación y se ubica diferentes cargas
positivas continúas formado una circunferencia de diámetro una
cuadrilla intentando formar un anillo o distribución circular de
carga positiva. Se Anexa con su informe la imagen obtenida
mostrando la intensidad y dirección del campo eléctrico,
además a partir de los resultados se puede concluir. Ver Figura
.4
3
Figura 4. Se puede observar que dada la distribución como
organizamos las cargas el campo toma una dirección contraria a
las cargas como se ve en la figura, y también se puede ver
intensidad en el círculo, pero más dentro de él.
3. RESULTADOS
Tabla 1 Grafica 1
V 7,1 14,3 21,4 28,6 35,7 42,9 50,1 57,2
E 5,6 11,2 16,8 22,5 28,1 33,7 39,4 45,0
Tabla 2. Grafica2
V -
7,
2
-14 -
21,
7
-
28,
9
-
36,
1
-
43,
4
-
50,
7
-
58.
0
E 5,
8
11,
6
17,
3
23,
0
28,
7
34,
6
40,
4
46,
2
4
4. ANÁLISIS Y CONCLUSIONES
Hubo una observación correcta sobre la variación del
potencial eléctrico producido por una distribución de carga
eléctrica ya que el potencial eléctrico es una magnitud
escalar, y podemos escoger un valor de referencia donde
queramos, ya que lo importante es la diferencia de potencial (al
igual que ocurre en gravitación con la energía potencial). Se
dedujo gráficamente las líneas de campo eléctrico, Las líneas de
campo son una ayuda para visualizar un campo electrostático,
magnético o cualquier otro campo vectorial estático ya que
esencialmente forman un mapa del campo. Se observó cómo
variaba el potencial cuando se trasladó del electrodo
positivo al negativo., en todos los puntos perpendiculares a las
líneas potenciales, apuntando de mayor a menor potencial.
5. REFERENCIAS
[1] “Física”, Tipler, 5? edición, Cap. 21, 22, 23
[2] “Física Universitaria”, Sears, 11? edición, Cap.
21, 22, 23
[3] “Física”, Feynman, Vol 2, Cap. 4, 5

Más contenido relacionado

Similar a LABORATORIO INFORME POTENCIAL ELECTRICO.pdf

Capitulo i hasta capitulo vi
Capitulo i hasta capitulo viCapitulo i hasta capitulo vi
Capitulo i hasta capitulo viSENCICO
 
laboratorio de electricidad 2
laboratorio de electricidad 2laboratorio de electricidad 2
laboratorio de electricidad 2Adolfo R
 
Campo electrico y superficies equipotenciales
Campo electrico y superficies equipotencialesCampo electrico y superficies equipotenciales
Campo electrico y superficies equipotencialesOscar Arellano
 
Mapeo de Campo Electrico
Mapeo de Campo ElectricoMapeo de Campo Electrico
Mapeo de Campo ElectricoCarolRf
 
Campo electrico de cargas puntuales
Campo electrico de cargas puntualesCampo electrico de cargas puntuales
Campo electrico de cargas puntualesDamaris Marquinez
 
Labo 1 2014-3-fisica-3
Labo 1 2014-3-fisica-3Labo 1 2014-3-fisica-3
Labo 1 2014-3-fisica-3Wilson Saywas
 
Superficies Equipotenciales y Generador de Van de Graaff
Superficies Equipotenciales y Generador de Van de GraaffSuperficies Equipotenciales y Generador de Van de Graaff
Superficies Equipotenciales y Generador de Van de GraaffBUAP
 
campo_electrico.pdf
campo_electrico.pdfcampo_electrico.pdf
campo_electrico.pdfJoelRafael3
 
Informe Lab Electrica 2
Informe Lab Electrica 2Informe Lab Electrica 2
Informe Lab Electrica 2guestcb4f3e
 

Similar a LABORATORIO INFORME POTENCIAL ELECTRICO.pdf (20)

Capitulo i hasta capitulo vi
Capitulo i hasta capitulo viCapitulo i hasta capitulo vi
Capitulo i hasta capitulo vi
 
Potencial electrico
Potencial electricoPotencial electrico
Potencial electrico
 
laboratorio de electricidad 2
laboratorio de electricidad 2laboratorio de electricidad 2
laboratorio de electricidad 2
 
Potencial eléctrico
Potencial eléctricoPotencial eléctrico
Potencial eléctrico
 
Campo electrico
Campo electricoCampo electrico
Campo electrico
 
Campo electrico y superficies equipotenciales
Campo electrico y superficies equipotencialesCampo electrico y superficies equipotenciales
Campo electrico y superficies equipotenciales
 
Mapeo de Campo Electrico
Mapeo de Campo ElectricoMapeo de Campo Electrico
Mapeo de Campo Electrico
 
Campo electrico de cargas puntuales
Campo electrico de cargas puntualesCampo electrico de cargas puntuales
Campo electrico de cargas puntuales
 
Labo 1 2014-3-fisica-3
Labo 1 2014-3-fisica-3Labo 1 2014-3-fisica-3
Labo 1 2014-3-fisica-3
 
Practico 2
Practico 2 Practico 2
Practico 2
 
ELECTROESTATICA 2.pptx
ELECTROESTATICA 2.pptxELECTROESTATICA 2.pptx
ELECTROESTATICA 2.pptx
 
Resumen del tema 4
Resumen del tema 4Resumen del tema 4
Resumen del tema 4
 
Campo eléctrico
Campo eléctricoCampo eléctrico
Campo eléctrico
 
Superficies Equipotenciales y Generador de Van de Graaff
Superficies Equipotenciales y Generador de Van de GraaffSuperficies Equipotenciales y Generador de Van de Graaff
Superficies Equipotenciales y Generador de Van de Graaff
 
Campo eléctrico
Campo eléctricoCampo eléctrico
Campo eléctrico
 
Electricidad
ElectricidadElectricidad
Electricidad
 
campo_electrico.pdf
campo_electrico.pdfcampo_electrico.pdf
campo_electrico.pdf
 
Tema 2: Campos Electrostáticos
Tema 2: Campos ElectrostáticosTema 2: Campos Electrostáticos
Tema 2: Campos Electrostáticos
 
Campo eléctrico
Campo eléctricoCampo eléctrico
Campo eléctrico
 
Informe Lab Electrica 2
Informe Lab Electrica 2Informe Lab Electrica 2
Informe Lab Electrica 2
 

Último

thinner-acrilico-ac-205- ficha tecnica msds
thinner-acrilico-ac-205- ficha tecnica msdsthinner-acrilico-ac-205- ficha tecnica msds
thinner-acrilico-ac-205- ficha tecnica msdsfioticona20395
 
S02_s2 ECUACIONES DIFERENCIALES EXACTAS.pdf
S02_s2 ECUACIONES DIFERENCIALES EXACTAS.pdfS02_s2 ECUACIONES DIFERENCIALES EXACTAS.pdf
S02_s2 ECUACIONES DIFERENCIALES EXACTAS.pdfGERSONYT1
 
Parciales y Semestral Profesor David cedeño
Parciales y Semestral Profesor David cedeñoParciales y Semestral Profesor David cedeño
Parciales y Semestral Profesor David cedeñomonicabetancur29
 
Ejercicio 1 - Edificio en Galerías - Pro.
Ejercicio 1 - Edificio en Galerías - Pro.Ejercicio 1 - Edificio en Galerías - Pro.
Ejercicio 1 - Edificio en Galerías - Pro.MariaJoseLopez914893
 
NOJA-581-08 NOJA Power OSM15-27-38 Guia de Producto - es.pdf
NOJA-581-08 NOJA Power OSM15-27-38 Guia de Producto - es.pdfNOJA-581-08 NOJA Power OSM15-27-38 Guia de Producto - es.pdf
NOJA-581-08 NOJA Power OSM15-27-38 Guia de Producto - es.pdflinderlauradelacruz
 
Trabajos en Altura - USO DEL ARNES .ppt
Trabajos en Altura  - USO DEL ARNES .pptTrabajos en Altura  - USO DEL ARNES .ppt
Trabajos en Altura - USO DEL ARNES .pptdantechaveztarazona
 
TR-514 (3) - DOS COLUMNAS PASCUA 2024 3.4 8.4.24.pdf
TR-514 (3) - DOS COLUMNAS PASCUA 2024 3.4 8.4.24.pdfTR-514 (3) - DOS COLUMNAS PASCUA 2024 3.4 8.4.24.pdf
TR-514 (3) - DOS COLUMNAS PASCUA 2024 3.4 8.4.24.pdfFRANCISCOJUSTOSIERRA
 
ESTADISTICA RESUELTO SAN JUAN SOLUCIONARIO CORRECTO.pdf
ESTADISTICA RESUELTO SAN JUAN SOLUCIONARIO CORRECTO.pdfESTADISTICA RESUELTO SAN JUAN SOLUCIONARIO CORRECTO.pdf
ESTADISTICA RESUELTO SAN JUAN SOLUCIONARIO CORRECTO.pdffredyflores58
 
182305655-Manual-Torno-Cnc-Muy-Completo.pdf
182305655-Manual-Torno-Cnc-Muy-Completo.pdf182305655-Manual-Torno-Cnc-Muy-Completo.pdf
182305655-Manual-Torno-Cnc-Muy-Completo.pdfmanualvaca7
 
Teoría de la contingencia en las organizaciones
Teoría de la contingencia en las organizacionesTeoría de la contingencia en las organizaciones
Teoría de la contingencia en las organizacionesCarlosRozo19
 
DOCUMENTO DE MODELO DISEÑO DE MEZCLA 210 KG CM2
DOCUMENTO DE MODELO DISEÑO DE MEZCLA 210 KG CM2DOCUMENTO DE MODELO DISEÑO DE MEZCLA 210 KG CM2
DOCUMENTO DE MODELO DISEÑO DE MEZCLA 210 KG CM2ErnestoContreras39
 
JC Etapas del desarrollo de la industria minera.pptx
JC Etapas del desarrollo de la industria minera.pptxJC Etapas del desarrollo de la industria minera.pptx
JC Etapas del desarrollo de la industria minera.pptxJuanCorcuera3
 
Marcas de Fuego debido a la combustión de materiales afectados por un incendi...
Marcas de Fuego debido a la combustión de materiales afectados por un incendi...Marcas de Fuego debido a la combustión de materiales afectados por un incendi...
Marcas de Fuego debido a la combustión de materiales afectados por un incendi...JeisonArango3
 
gestion y optimizacion de procesos proyecto
gestion y optimizacion de procesos proyectogestion y optimizacion de procesos proyecto
gestion y optimizacion de procesos proyectoclopez37
 
S03 - Perfil del ingeniero industrial UTP - DIAPOS.pdf
S03 - Perfil del ingeniero industrial UTP - DIAPOS.pdfS03 - Perfil del ingeniero industrial UTP - DIAPOS.pdf
S03 - Perfil del ingeniero industrial UTP - DIAPOS.pdfroycordovabocanegra7
 
FUNDAMENTOS DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL
FUNDAMENTOS DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIALFUNDAMENTOS DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL
FUNDAMENTOS DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIALPamelaGranda5
 
Ecuacion Diferencial de Clairaut, Ejercicios Resueltos
Ecuacion Diferencial de Clairaut, Ejercicios ResueltosEcuacion Diferencial de Clairaut, Ejercicios Resueltos
Ecuacion Diferencial de Clairaut, Ejercicios ResueltosManuel Alejandro Vivas Riverol
 
Wal-Mart batalla con RFID...............
Wal-Mart batalla con RFID...............Wal-Mart batalla con RFID...............
Wal-Mart batalla con RFID...............osoriosantiago887
 
IPERC INSTALACION DE EQUIPOS DE AIRE ACONDICIONADO
IPERC INSTALACION DE EQUIPOS DE AIRE ACONDICIONADOIPERC INSTALACION DE EQUIPOS DE AIRE ACONDICIONADO
IPERC INSTALACION DE EQUIPOS DE AIRE ACONDICIONADOEdisonRebattaRojas1
 

Último (19)

thinner-acrilico-ac-205- ficha tecnica msds
thinner-acrilico-ac-205- ficha tecnica msdsthinner-acrilico-ac-205- ficha tecnica msds
thinner-acrilico-ac-205- ficha tecnica msds
 
S02_s2 ECUACIONES DIFERENCIALES EXACTAS.pdf
S02_s2 ECUACIONES DIFERENCIALES EXACTAS.pdfS02_s2 ECUACIONES DIFERENCIALES EXACTAS.pdf
S02_s2 ECUACIONES DIFERENCIALES EXACTAS.pdf
 
Parciales y Semestral Profesor David cedeño
Parciales y Semestral Profesor David cedeñoParciales y Semestral Profesor David cedeño
Parciales y Semestral Profesor David cedeño
 
Ejercicio 1 - Edificio en Galerías - Pro.
Ejercicio 1 - Edificio en Galerías - Pro.Ejercicio 1 - Edificio en Galerías - Pro.
Ejercicio 1 - Edificio en Galerías - Pro.
 
NOJA-581-08 NOJA Power OSM15-27-38 Guia de Producto - es.pdf
NOJA-581-08 NOJA Power OSM15-27-38 Guia de Producto - es.pdfNOJA-581-08 NOJA Power OSM15-27-38 Guia de Producto - es.pdf
NOJA-581-08 NOJA Power OSM15-27-38 Guia de Producto - es.pdf
 
Trabajos en Altura - USO DEL ARNES .ppt
Trabajos en Altura  - USO DEL ARNES .pptTrabajos en Altura  - USO DEL ARNES .ppt
Trabajos en Altura - USO DEL ARNES .ppt
 
TR-514 (3) - DOS COLUMNAS PASCUA 2024 3.4 8.4.24.pdf
TR-514 (3) - DOS COLUMNAS PASCUA 2024 3.4 8.4.24.pdfTR-514 (3) - DOS COLUMNAS PASCUA 2024 3.4 8.4.24.pdf
TR-514 (3) - DOS COLUMNAS PASCUA 2024 3.4 8.4.24.pdf
 
ESTADISTICA RESUELTO SAN JUAN SOLUCIONARIO CORRECTO.pdf
ESTADISTICA RESUELTO SAN JUAN SOLUCIONARIO CORRECTO.pdfESTADISTICA RESUELTO SAN JUAN SOLUCIONARIO CORRECTO.pdf
ESTADISTICA RESUELTO SAN JUAN SOLUCIONARIO CORRECTO.pdf
 
182305655-Manual-Torno-Cnc-Muy-Completo.pdf
182305655-Manual-Torno-Cnc-Muy-Completo.pdf182305655-Manual-Torno-Cnc-Muy-Completo.pdf
182305655-Manual-Torno-Cnc-Muy-Completo.pdf
 
Teoría de la contingencia en las organizaciones
Teoría de la contingencia en las organizacionesTeoría de la contingencia en las organizaciones
Teoría de la contingencia en las organizaciones
 
DOCUMENTO DE MODELO DISEÑO DE MEZCLA 210 KG CM2
DOCUMENTO DE MODELO DISEÑO DE MEZCLA 210 KG CM2DOCUMENTO DE MODELO DISEÑO DE MEZCLA 210 KG CM2
DOCUMENTO DE MODELO DISEÑO DE MEZCLA 210 KG CM2
 
JC Etapas del desarrollo de la industria minera.pptx
JC Etapas del desarrollo de la industria minera.pptxJC Etapas del desarrollo de la industria minera.pptx
JC Etapas del desarrollo de la industria minera.pptx
 
Marcas de Fuego debido a la combustión de materiales afectados por un incendi...
Marcas de Fuego debido a la combustión de materiales afectados por un incendi...Marcas de Fuego debido a la combustión de materiales afectados por un incendi...
Marcas de Fuego debido a la combustión de materiales afectados por un incendi...
 
gestion y optimizacion de procesos proyecto
gestion y optimizacion de procesos proyectogestion y optimizacion de procesos proyecto
gestion y optimizacion de procesos proyecto
 
S03 - Perfil del ingeniero industrial UTP - DIAPOS.pdf
S03 - Perfil del ingeniero industrial UTP - DIAPOS.pdfS03 - Perfil del ingeniero industrial UTP - DIAPOS.pdf
S03 - Perfil del ingeniero industrial UTP - DIAPOS.pdf
 
FUNDAMENTOS DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL
FUNDAMENTOS DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIALFUNDAMENTOS DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL
FUNDAMENTOS DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL
 
Ecuacion Diferencial de Clairaut, Ejercicios Resueltos
Ecuacion Diferencial de Clairaut, Ejercicios ResueltosEcuacion Diferencial de Clairaut, Ejercicios Resueltos
Ecuacion Diferencial de Clairaut, Ejercicios Resueltos
 
Wal-Mart batalla con RFID...............
Wal-Mart batalla con RFID...............Wal-Mart batalla con RFID...............
Wal-Mart batalla con RFID...............
 
IPERC INSTALACION DE EQUIPOS DE AIRE ACONDICIONADO
IPERC INSTALACION DE EQUIPOS DE AIRE ACONDICIONADOIPERC INSTALACION DE EQUIPOS DE AIRE ACONDICIONADO
IPERC INSTALACION DE EQUIPOS DE AIRE ACONDICIONADO
 

LABORATORIO INFORME POTENCIAL ELECTRICO.pdf

  • 1. ESCRIBA EL TITULO DE LA GUÍA DE LABORATORIO (Leidy Sierra Castro, Sergio Ravelo Gómez, Alex Uparela Arroyo, Sofía Paternina Meza) Universidad delSinú: Elias Bechara Zainúm RESUMEN Mediante este informe se trata el tema de superficies equipotenciales y dirección de campo eléctrico, las cuales toman un valor constante y que su dirección es siempre perpendicular a las superficies equipotenciales. La característica principal de este es que todas las cargas tienden a moverse de modo que el trabajo de la fuerza sea positivo, es decir, de modo que disminuye su energía potencial, es decir, las cargas de prueba positivas se mueven hacia donde el potencial eléctrico disminuye y las cargas de prueba negativas se mueven hacia donde el potencial aumenta. Este informe nos ayuda a comprender y entender los comportamientos de la dirección del campo eléctrico y de las superficies equipotenciales en forma gráfica. Se desarrollarán y probaran diferentes simulaciones con una o más cargas, para observar su comportamiento y observar que forma adopta las superficies equipotenciales al estar en conjunto con otras cargas, y la relación que existe entre ellas. 1. TEORÍA RELACIONADA. Una carga eléctrica puntual q (carga de prueba) tiene, en presencia de otra carga 𝑞1 (carga fuente), una energía potencial electrostática. De modo semejante a la relación que se establece entre la fuerza y el campo eléctrico se puede definir una magnitud escalar, potencial eléctrico (V) que tenga en cuenta la perturbación que la carga fuente q1 produce en un punto del espacio, de manera que cuando se sitúa en ese punto la carga de prueba, el sistema adquiere una energía potencial. El potencial eléctrico creado por una carga q1 en un punto a una distancia r se define como: 𝑉 = 𝑘 𝑞1 𝑟 (1) Por lo que una carga de prueba q situada en ese punto tendrá una energía potencial U dada por: 𝑈 = 𝑞𝑉 (2) Para calcular el potencial en un punto generado por varias cargas fuente se suman los potenciales creados por cada una de ellas, teniendo en cuenta que es una magnitud escalar y que será positivo o negativo dependiendo del signo de la carga fuente. Así mismo el trabajo realizado por la fuerza electrostática para llevar una carga q desde un punto A al punto B se puede expresar en función de la diferencia de potencial entre dos puntos A y B: 𝑊𝐴𝐵 = 𝑈𝐴 − 𝑈𝐵 = 𝑞𝑉𝐴 − 𝑞𝑉𝐵 = 𝑞∆𝑉 (3) Recordando la definición de trabajo de una fuerza: 𝑊𝐴𝐵 = ∫ 𝐹⃗ ∙ 𝑑𝑙 𝐵 𝐴 = ∫ 𝑞𝐸⃗⃗ ∙ 𝑑𝑙 = −𝑞∆𝑉 (4) 𝐵 𝐴 Se puede obtener la relación entre el campo eléctrico y la diferencia de potencial entre dos puntos: ∆𝑉 = 𝑉𝐵 − 𝑉𝐴 = − ∫ 𝐸⃗⃗ ∙ 𝑑𝑙 (5) 𝐵 𝐴 De esta expresión se deduce que en una región del espacio en la que el campo eléctrico es nulo, el potencial es constante. Para calcular el campo eléctrico a partir del potencial se utiliza el operador gradiente, de modo análogo a cómo se obtiene la fuerza a partir de la energía potencial: 𝐸⃗⃗ = −∇𝑉 (𝑟̂) = − 𝑑 𝑑𝑟 (𝑘 𝑞1 𝑟 )𝑈 𝑟 (6) 𝐸⃗⃗ = −𝑘 ( − 𝑞1 𝑟 2 )𝑈 𝑟 = 𝑘 𝑞1 𝑟 2 𝑈 𝑟 (7) [1] Superficies equipotenciales Las superficies equipotenciales son aquellas en las que el potencial toma un valor constante. Por ejemplo, las superficies equipotenciales creadas por cargas puntuales son esferas concéntricas centradas en la carga, como se deduce de la definición de potencial (r = cte). Figura 1: Superficies equipotenciales creadas por una carga puntual positiva (a) y otra negativa (b) [2] Recordando la expresión para el trabajo, es evidente que cuando una carga se mueve sobre una superficie equipotencial la fuerza electrostática no realiza trabajo, puesto que ΔV es nulo. Por otra parte, para que el trabajo realizado por una fuerza sea nulo, ésta debe ser perpendicular al desplazamiento, por lo que el campo eléctrico (paralelo a la fuerza) es siempre perpendicular a las superficies equipotenciales. En la figura anterior (a) se observa que en el desplazamiento sobre la superficie equipotencial desde el punto A hasta el B el campo eléctrico es perpendicular al desplazamiento. Las propiedades de las superficies equipotenciales se pueden resumir en: • Las líneas de campo eléctrico son, en cada punto, perpendiculares a las superficies equipotenciales y se dirigen hacia donde el potencial disminuye.
  • 2. 2 • El trabajo para desplazar una carga entre dos puntos de una misma superficie equipotencial es nulo. • Dos superficies equipotenciales no se pueden cortar. [3] 2. PROCEDIMIENTO Paso 1: Se tiene como entorno de trabajo principalmente unas opciones (campo eléctrico “mostrar solo dirección”, voltaje, valores y rejilla, en otro recuadro se observa dos herramientas de medida y por último observamos una carga positiva una negativa y un sensor, se obtienen unidades como voltaje, campo eléctrico y por último tenemos la opción de reiniciar la simulación. Paso 2: Se trasladan distintas cargas al escenario de trabajo y se activa las opciones para mostrar solo la dirección del campo eléctrico en alta resolución. Ver Figura 1 Figura 1 El campo eléctrico según la carga va hacia afuera o en pocas palabras en sentido contrario a la carga además de esta se pudo concluir que entre más cargas se pongan encima de la carga inicial mayor va a ser su intensidad Paso 4: Se reinicia la simulación y se activa la opción de la rejilla, luego se coloca una carga + (Positiva) en un punto central de su área de trabajo y se observa el campo eléctrico. Luego se describe lo que se observa, como es el campo con respecto a la carga, y que sucede con intensidad si se sobrepone más cargas positivas sobre la carga inicial, active las opciones para mostrar solo la dirección del campo en alta resolución. Paso 5: Se reinicia la simulación y se ubica un dipolo eléctrico, una carga positiva de 5 nC y otra de -5 nC sobre una misma línea recta, separadas 2 cuadriculas, luego anexamos la imagen obtenida mostrando la intensidad y dirección del campo eléctrico, dibujamos 5 superficies equipotenciales alrededor de cada carga, y se hace un testeo con un sensor de campo moviéndolo sobre una superficie equipotencial, qué se observó y que se concluye en esta situación. Ver Figura 2 Figura 2. La dirección del sensor de campo va hacia la misma dirección de cada una de las cargas al momento de moverse, también observar como la carga negativa atrae a la positiva, es decir la dirección de las flechas de la carga positiva van hacia la carga negativa. Paso 6: Se reinicia la simulación y ubicamos diferentes cargas positivas continuas a lo largo de una línea recta horizontal intentando formar una línea infinita de carga. Se Anexa con su informe la imagen obtenida mostrando la intensidad y dirección del campo eléctrico, además a partir de sus resultados qué se puede concluir. Ver Figura 3 Figura 3. Se observar al momento de repartir las cargas en forma de línea recta nos da como resultado que las líneas del campo solo obtienen dos direcciones que son de arriba hacia abajo y la intensidad de este campo aumenta porque las últimas líneas son modificadas por la distribución de las cargas. Podemos concluir diciendo que aumenta el voltaje y existe mucha intensidad eléctrica. Paso 7: Se reinicia la simulación y se ubica diferentes cargas positivas continúas formado una circunferencia de diámetro una cuadrilla intentando formar un anillo o distribución circular de carga positiva. Se Anexa con su informe la imagen obtenida mostrando la intensidad y dirección del campo eléctrico, además a partir de los resultados se puede concluir. Ver Figura .4
  • 3. 3 Figura 4. Se puede observar que dada la distribución como organizamos las cargas el campo toma una dirección contraria a las cargas como se ve en la figura, y también se puede ver intensidad en el círculo, pero más dentro de él. 3. RESULTADOS Tabla 1 Grafica 1 V 7,1 14,3 21,4 28,6 35,7 42,9 50,1 57,2 E 5,6 11,2 16,8 22,5 28,1 33,7 39,4 45,0 Tabla 2. Grafica2 V - 7, 2 -14 - 21, 7 - 28, 9 - 36, 1 - 43, 4 - 50, 7 - 58. 0 E 5, 8 11, 6 17, 3 23, 0 28, 7 34, 6 40, 4 46, 2
  • 4. 4 4. ANÁLISIS Y CONCLUSIONES Hubo una observación correcta sobre la variación del potencial eléctrico producido por una distribución de carga eléctrica ya que el potencial eléctrico es una magnitud escalar, y podemos escoger un valor de referencia donde queramos, ya que lo importante es la diferencia de potencial (al igual que ocurre en gravitación con la energía potencial). Se dedujo gráficamente las líneas de campo eléctrico, Las líneas de campo son una ayuda para visualizar un campo electrostático, magnético o cualquier otro campo vectorial estático ya que esencialmente forman un mapa del campo. Se observó cómo variaba el potencial cuando se trasladó del electrodo positivo al negativo., en todos los puntos perpendiculares a las líneas potenciales, apuntando de mayor a menor potencial. 5. REFERENCIAS [1] “Física”, Tipler, 5? edición, Cap. 21, 22, 23 [2] “Física Universitaria”, Sears, 11? edición, Cap. 21, 22, 23 [3] “Física”, Feynman, Vol 2, Cap. 4, 5