UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

DEPARTAMENO ACADÉMICO DE CIENCIAS BÁSICAS

CUARTO EXPERIMENTO

CAMPO ELECTRICO Y CURVAS EQUIPOTENCIALES

CURSO: Física II

CICLO: 2015-I

PROFESOR: CACHI EUGENIO, DANE

INTEGRANTES:

Ascencios Bazán, Critina Alejandra 20142541FNaupari Mallqui, Bryan Alonso 2014258K

MATERIALES:

Fuente de poder

Multímetro

Cubeta de acrílico

Papel cuadriculado

Electrodos con sus cable

PROCEDIMIENTO:

Colocar una hoja de papel cuadriculado debajo de la cubeta, en el papel debe estar trazado un sistema coordenadas, luego verter la solución conductora (en nuestro caso el agua). La altura no debe ser mayor a un centímetro.

Se sitúan los electrodos a los lados de la cubeta( el largo mide 49cm) y se establece una diferencia de potencial entre ellos mediante una fuente de poder. En nuestro caso es de 3.885 V.

Para graficar algunas curvas equipotenciales se coloca un puntero del multímetro en el borne negativo, y el positivo en un número entero del eje x, se anotan las coordenadas y el voltaje en este punto, a continuación buscamos otros 6 puntos que tengan el mismo voltaje, los cuales estarían en la curva equipotencial.

Tabla 1. Medición de coordenadas y voltajes para las curvas equipotenciales.

Voltaje (V) Voltaje (V) Voltaje (V) Voltaje (V) Voltaje (V)1.11 1.54 2.02 2.41 2.92

Coordenadas Coordenadas Coordenadas Coordenadas CoordenadasY X Y X Y X Y X Y X

-15 3.85 -15 15.1 -15 24.4 -15 32.8 -15 44-10 6.5 -10 15.5 -10 24.3 -10 32.7 -10 41.5-5 7.5 -5 15.8 -5 24.2 -5 2.3 -5 40.5

0 8 0 16 0 24 0 32 0 405 7.5 5 15.7 5 24.05 5 32.2 5 40.5

10 6.2 10 15.3 10 24.1 10 32.3 10 41.315 3.9 15 14.6 15 24.3 15 32.4 15 43.1

GRAFICO 1. Diferencia de potencial en función de la distancia.

En el eje x (y=0) tomamos los potenciales y hacemos una gráfica.

La pendiente en esta recta representaría al campo eléctrico en el eje X.

Reemplazando en el punto final del eje x en la cubeta, x=0.49

V Experimental=3.59125V

Además EExperimental=6.325

¿En qué región es más intenso es campo eléctrico?

Se dice que el campo eléctrico es una región del espacio que genera sobre una carga q una fuerza F=q . E N

Entonces el campo se define como E=∫ k .dq

r2. r̂ N/C

0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.450

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

f(x) = 6.325 x + 0.491999999999999

Distancias desde el origen

Volta

jes m

edid

os e

n el

eje

x

De ahí se puede notar que el campo eléctrico es más fuerte mientras más cerca este de la carga positiva, y viceversa, mientras más lejos este de la carga negativa. Por lo tanto en nuestro experimento, la región donde el campo eléctrico es más intenso seria mientras más cerca este del borne positivo.

Aplicaciones:

Microondas:

El microondas utiliza un campo electromagnético (que incluye campo eléctrico y magnético), que funciona a la frecuencia de resonancia del agua, esto quiere decir que, hace que las moléculas de agua vibren haciéndolas evaporarse. Por esto es que se calienta la comida pero no los platos o tazas.

Cables:

Las señales que se mandan por los cables también son campos eléctricos ya que tienen electrones en movimiento.

Radar:

El radar también es un ejemplo de aplicación de campo eléctrico.Él manda una señal (una onda con campo eléctrico) y la campa un target (un avión). La señal rebota y vuelve al radar. Por el tiempo que ha tardado el radar localiza la distancia y la posición del objetivo.

Conclusiones:

En la gráfica de las líneas equipotenciales notamos que algunas no salen curvas continuas y tienen una pequeña deformación, además potencial en el extremo superior o inferior es mayor que el otro, esto podría deberse a que el sistema coordenado está mal posicionado, también a que en el momento de la medición de voltaje, se genera una pequeña turbulencia en el agua haciendo que la solución y cargas tengan otro movimiento.

Porcentajes de Error:

V Teorico=3.885V

V Experimental=3.59125V

→ %Error V=3.885−3.591253.885

∗100=7.56%

ETeorico=Vr=3.8850.49

=7.92

EExperimental=6.325

→ %Error V=7.92−6.3257.92

∗100=20.1%

Bibliografía:

Campo eléctrico http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctrico

Campo eléctrico y Potencial eléctrico http://es.slideshare.net/rodolfobernal/lecture-02-campos-electricos