LABORATORIO N°1 SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES Laura Jimena Vásquez Barreto, Jennifer Tatiana Martínez Vargas, Johana Del Pilar Lozano González, Gustavo Adolfo Vásquez, Yurani Andrea Parra. 1 Facultad de Ciencias Básicas, Universidad de Ibagué, Cr 22 Calle 67, Ibagué, Colombia. E-mail: [email protected]Resumen Una de superficie equipotencial es el lugar geométrico de los puntos de un campo escalar en los cuales el "potencial de campo" o valor numérico, es constante. Realizamos según el taller guía las instrucciones, consistía en el montaje de una cubeta con agua, placas con plano cartesiano (lineal y circular), circuito y la fuente de alimentación por la cual se le transfería energía. Una vez establecido el voltaje se desplaza la punta de prueba por determinados puntos teniendo en cuenta el valor marcado en el voltímetro, este ejercicio se realiza para ambas placas. Con los respectivos cálculos se obtiene una comprobación experimental de cuáles son las superficies equipotenciales y así mismo comprobar la Ley de Gauss. Palabras clave: Superficie Equipotencial Ley de Gauss Flujo Eléctrico Campo Electroestático 1. Introducción 2. Materiales y Métodos MATERIALES: Cubeta plástica transparente Fuente de voltaje (fuente de CD) Electrodos metálicos Voltímetro Cables de conexión CUBETA PLASTICA Es un recipiente capaz de retener líquidos o sustancias que fluyen. La forma es habitualmente bastante similar a un tronco de cono invertido para que su concavidad pueda retener los líquidos (o sustancias fluidas) y que suele tener un asa semicircular 1
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LABORATORIO N°1 SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES
Laura Jimena Vásquez Barreto, Jennifer Tatiana Martínez Vargas, Johana Del Pilar Lozano González, Gustavo Adolfo Vásquez, Yurani Andrea Parra.1Facultad de Ciencias Básicas, Universidad de Ibagué, Cr 22 Calle 67, Ibagué, Colombia.
Una de superficie equipotencial es el lugar geométrico de los puntos de un campo escalar en los cuales el "potencial de campo" o valor numérico, es constante. Realizamos según el taller guía las instrucciones, consistía en el montaje de una cubeta con agua, placas con plano cartesiano (lineal y circular), circuito y la fuente de alimentación por la cual se le transfería energía. Una vez establecido el voltaje se desplaza la punta de prueba por determinados puntos teniendo en cuenta el valor marcado en el voltímetro, este ejercicio se realiza para ambas placas. Con los respectivos cálculos se obtiene una comprobación experimental de cuáles son las superficies equipotenciales y así mismo comprobar la Ley de Gauss.
Palabras clave: Superficie EquipotencialLey de GaussFlujo Eléctrico Campo Electroestático
1. Introducción
2. Materiales y Métodos MATERIALES:
Cubeta plástica transparente Fuente de voltaje (fuente de CD) Electrodos metálicos Voltímetro Cables de conexión
CUBETA PLASTICA
Es un recipiente capaz de retener líquidos o sustancias que fluyen. La forma es habitualmente bastante similar a un tronco de cono invertido para que su concavidad pueda retener los líquidos (o sustancias fluidas) y que suele tener un asa semicircular en "U" en la parte superior para facilitar el transporte; ésta es comúnmente sujeta en puntos opuestos (diámetro) de su orilla mayor.
Imagen 2.1
FUENTE DE VOLTAJE
Es el dispositivo que convierte la corriente alterna (CA), en una o varias corrientes continuas(CC), que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (computadora, televisor, impresora, router, etcétera).En inglés se conoce como power supply unit (PSU), que literalmente traducido significa: unidad de fuente de alimentación, refiriéndose a la fuente de energía eléctrica.
Un electrodo es un conductor eléctrico utilizado para hacer contacto con una parte no metálica de un circuito, por ejemplo un semiconductor, un electrolito, el vacío (en una válvula termoiónica), un gas (en una lámpara de neón), etc.
VOLTIMETRO
Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico.
Imagen 2.4
CABLES DE CONEXIÓN
Los cables de conexión completan el circuito de un sistema eléctrico de un automóvil a otro, mientras que los cables de conexión completan un circuito dentro de un dispositivo eléctrico para ayudar a aislar el problema.
3,1 8,043,2 5,504,0 14,634,1 7,964,2 5.76 Tabla 3.2
Grafica 3.2
Electrodos de Anillo
3
Montaje de Electrodos de Anillo
Sometido a 15V
Tabla 3.3
Grafica 3.3
Sometido a 20V
Tabla 3.4
Grafica 3.4
4
Fu
erza
1 F
uer
za
2 Fu
erza
3 F
uer
za
4 Fu
erza
5 F
uer
za
6 Fu
erza
7 F
uer
za
8
Superficie Equipotencial 1
6,27 6,28 6,38 6,61 6,43 6,28 6,36 6,4
Superficie Equipotencial 2
3,7 3,66 3,83 3,77 3,8 3,95 3,83 3,8
Superficie Equipotencial 3
2,08 2,19 2,2 2,34 2,31 2,32 2,19 2,1
Fu
erza
1
Fu
erza
2
Fu
erza
3
Fu
erza
4
Fu
erza
5
Fu
erza
6
Fu
erza
7
Fu
erza
8
Superficie Equipotencial 1
8,35 8,6 8,43 8,69 8,72 9,05 9,09 8,5
Superficie Equipotencial 2
4,97 4,96 4,99 5,04 5,04 5,03 4,87 5
Superficie Equipotencial 3
2,47 2,6 2,66 2,74 2,8 2,64 2,6 2,5
4. Precisión y Errores
4.1 Error Absoluto
E absoluto = (Ve – Va)
Donde Ve es el valor exacto, ósea el real y Va representa el valor aproximado, ósea el que nos dio durante la realización del laboratorio.
Electrodo de Barra 15V
Error Absoluto (Ea)4,07,0910,293,947,0710,293,86,9510,313,846,9610,193,947,0410,2 Tabla 4.1
Electrodo de Barra 20V
Error Absoluto (Ea)5,11
12,09
14,37
5,14
12,07
14,31
5,07
11,95
14,45
5,16
11,96
14,5
5,37
12,04
14,24
Tabla 4.2
Electrodo de Anillo 15V Para hallar el valor absoluto de este electrodo decidimos sacar el promedio de cada superficie equipotencial y a este valor lo denotamos como Va (Valor aproximado) y luego efectuamos la formula.
5
Error Absoluto (Ea)
8,63
11,2025
12,7875
Electrodo de Anillo 20V
Error Absoluto (Ea)11,32125
15,0125
17,37375
4.1.1 Error Relativo
E Relativo = (Ea / Ve)*100
Donde Ea representa el valor absoluto y Ve representa el valor exacto.
Electrodo de Barra 15V
Tabla 4.5
Electrodo de Barra 20V
Error Relativo (%)25,55%60,45%71,85%25,7%60,35%71,55%25,35%59,75%72,25%25,8%59,8%72,5%26,85%60,271,2 Tabla 4.6
Electrodo de Anillo 15V
Error Relativo (%)
57,5333333%
6
Error Relativo (%)26,6666667%47,2666667%
68,6%
26,2666667%
47,1333333%
68,6%
25,3333333%
46,3333333%
68,7333333%
25,6%
46,4%
67,9333333%
26,2666667%
46,9333333%
68%
74,6833333%
85,25%
Electrodo de Anillo 20V
Error Relativo (%)56,60625%
75,0625%
86,86875%
Se denomina error sistemático a aquel que es constante a lo largo de todo el proceso de medida y, por tanto, afecta a todas las medidas de un modo definido y es el mismo para todas ellas.
Estos errores tienen siempre un signo determinado y las causas probables pueden ser:
Errores instrumentales (de aparatos); por ejemplo, el error de calibrado de los instrumentos.
Error personal: Este es, en general, difícil de determinar y es debido a las limitaciones de carácter personal. Como, por ejemplo, los errores de paralaje, o los problemas de tipo visual.
Errores de método de medida, que corresponden a una elección inadecuada del método de medida; lo que incluye tres posibilidades distintas: la inadecuación del aparato de medida, del observador o del método de medida propiamente dicho.
Se denominan errores accidentales a aquellos que se deben a las pequeñas variaciones que aparecen entre observaciones sucesivas realizadas por el mismo observador y bajo las mismas condiciones.
Las variaciones no son reproducibles de una medición a otra y se supone que sus valores están sometidos tan sólo a las leyes del azar y que sus causas son completamente incontrolables para un observador
Error paralaje se origina en la falta de perpendicularidad entre el rayo visual del observador y la escala respectiva. Esta incertidumbre se puede reducir con la colocación de un espejo en la parte posterior del índice. Así la perpendicularidad del rayo visual se logrará cuando el observador no vea la imagen del mismo en el espejo.
