1. Campo Eléctrico.
1. Objetivos
Graficar las líneas equipotenciales en la vecindad de dos configuraciones de carga
(electrodos).
- Calcular la diferencia de potencial entre dos puntos.
- Calcular la intensidad media del campo eléctrico.
- Estudiar las características principales del campo eléctrico.
2. Materiales
01. Cubeta De Vidrio
02. fuente de voltaje Cd
03. Voltímetro
04. electrodos de Cobre
05. punta de prueba
06. Cucharadita De Sal
07. Papeles Milimetrados
08. Cables De Conexión

2. 03. Fundamento Teórico
Campo Eléctrico
Las fuerzas ejercidas entre sí por las cargas eléctricas se deben a un campo eléctrico
que rodea a cada cuerpo sometido a carga, y cuya intensidad está dada por la intensidad
de campo E. Si ahora se encuentra una carga q dentro de un campo eléctrico (producido
por otra carga), entonces actúa sobre la primera una fuerza F. Para la relación entre
intensidad de campo y la fuerza es válida la fórmula:
E = F/q
La magnitud de la intensidad de la fuerza eléctrica, por lo tanto, está dada por la ecuación:
F = q.E
La fuerza sobre una carga eléctrica dentro de un campo eléctrico es mayor mientras
mayor sea la intensidad del campo eléctrico, y mayor sea la misma carga. No obstante, el
campo eléctrico no sólo se ve determinado por la magnitud de la fuerza que actúa sobre
la carga, sino también por su sentido. Por tanto, los campos eléctricos se representan en
forma de líneas de campo, que indican el sentido del campo. La forma de un campo
eléctrico está aquí determinada por la forma geométrica de las cargas que generan el
campo, al igual que por la posición que adopten entreellas. Las líneas de campo indican,
en cada punto del mismo, el sentido de la fuerza eléctrica. Al respecto, las siguientes
imágenes muestran el campo eléctrico de una carga puntual positiva (izquierda) y el de
una carga puntual negativa (derecha). Las líneas de campo se desplazan en este caso en
forma de rayos que salen hacia el exterior a partir de la carga. El sentido de las líneas de
campo (indicado por las flechas) señala, de acuerdo a la convención establecida, el
sentido de la fuerza de una carga positiva (en cada caso pequeñas cargas puntuales en
las imágenes); esto significa que las líneas de campo parten cada vez de una carga
positiva (o del infinito) y terminan en una carga negativa (o en el infinito). La densidad de
las líneas de campo indica correspondientemente la intensidad del campo eléctrico; aquí,
ésta decrece al alejarse de la carga puntual. Si se encuentran cargas positivas y
negativas repartidas uniformemente sobre dos placas de metal colocadas frente a frente,
en paralelo, como es el caso del condensador de placasplanas paralelas, entre ambas
superficies se generan líneas de campo eléctrico paralelas, como se muestra en la figura
siguiente. Estas líneas de campo parten de la placa con carga positiva y terminan en la
placa con carga negativa. Dado que la densidad de las líneas de campo, al interior del
condensador, es igual en todas partes, la intensidad de campo eléctrico E de las placas
es también igual en toda la superficie. Un campo eléctrico de esta naturaleza recibe el
nombre de campo eléctrico homogéneo.

3. Nota: También en el exterior del condensador circulan líneas de campo entre las placas,
las
mismas que, no obstante, se "curvan" y no se tomarán en cuenta en lo sucesivo. Por
estarazón, se prescindió de su representación. Un cuerpo cargado eléctricamente causa
alrededor de él un campo electrostático. Para determinar y medir dicho campo en un
punto cualquiera es necesario introducir en las vecindades de dicho medio otro cuerpo
cargado, que llamaremos carga prueba, y medir la fuerza que actúe sobre él. La carga
prueba q0se considera lo suficientemente pequeña de manera que la distorsión que su
presencia cause en el campo de interés sea despreciable.
Para visualizar la intensidad y la dirección de un campo eléctrico se introduce el concepto
de líneas de fuerza. Estas son líneas imaginarias que son trazadas tales que su dirección
y su sentido en cualquier punto serán los del campo eléctrico en dicho punto. Estas líneas
de fuerzadeben dibujarse de tal manera que la densidad de ellas sea proporcional a la
magnitud del campo.
Dos puntos A y B en un campo electrostático tienen una diferencia de potencial ΔV, si se
realiza trabajo para mover una carga de un punto a otro, este trabajo es independiente de
la trayectoria o recorrido escogido entre estos dos puntos.
Sea un campo eléctrico debido a la carga Q. Otra carga q* en cualquier punto A del
campo se soportará una fuerza. Por esto será necesario realizar un trabajo para mover la
carga q* del punto A a otro punto B a diferente distancia de la carga Q. La diferencia de
potencial entre los puntos de A y B.
04. Procedimiento
Podemos decir que no existe instrumento alguno que permita medir la intensidad
del campo eléctrico en las vecindades de un sistema de conductores cargados
eléctricamente colocados en el espacio libre. Sin embargo, si los conductores
están en un líquido conductor, el campo eléctrico establecerá pequeñas corrientes
en este medio, las que se pueden usar para tal fin.
1. Arma el circuito del esquema. El voltímetro mide la diferencia de potencial
entre un punto del electrodo y el punto que se encuentra en la punta de
prueba.
2. Ubique en forma definitiva los electrodos sobre el fondo de la cubeta de
vidrio, antes de
3. echar la solución electrolítica, preparada anteriormente en un recipiente
común.
4. Con el voltímetro, mida la diferencia de potencial entre un punto del
electrodo y el
5. punto extremo inferior del electrodo de prueba.

4. 6. En cada una de las dos hojas de papel milimetrado trace un sistema de
coordenadas
7. XY, ubicando el origen en la parte central de la hoja, dibuje el contorno de
cada
8. electrodo en las posiciones que quedarán definitivamente en la cubeta.
9. Situé una de las hojas de papel milimetrado debajo de la cubeta de vidrio.
Esta servirá
10. para hacer las lecturas de los puntos de igual potencial que irá anotando en
el otro
11. papel.
12. Eche la solución electrolítica en el recipiente fuente de vidrio.
13. Sin hacer contacto con los electrodos mida la diferencia de potencial entre
ellos
14. acercando el electrodo de prueba a cada uno de los otros dos casi por
contacto y
15. tomando nota de las lecturas del voltímetro.
05. Cuestionario
1. Determine la magnitud del campo eléctrico entre las líneas equipotenciales. ¿El
campo eléctrico es uniforme? ¿Por qué?
2. En su gráfica, dibuje algunas líneas equipotenciales para el sistema de
electrodos que utilizó.
3. ¿Cómo serían las líneas equipotenciales si los electrodos fueran de diferentes
formas?
4. ¿Por qué nunca se cruzan las líneas equipotenciales?
5. Si Ud. imaginariamente coloca una carga de prueba en una corriente
electrolítica ¿Cuál será su camino de recorrido?
6. ¿Por qué las líneas de fuerza deben formar un ángulo recto con las líneas
equipotenciales cuando las cruzan?
Jorge Luis Molano Cabrera.