1. Física Experimental II
Michelle R.Rodriguez
2015
1
Práctico 3
MAPEO DE CAMPO ELÉCTRICO
(EQUIPOTENCIALES)
Objetivo:
Analizar la relación entre V y la posición en una región donde existen distintas
distribuciones de carga.
Materiales:
Fuente de C. C.
Multitester (Voltímetro)
Cubeta
Conductores
Teórico:
Campo eléctrico uniforme
Sean Ay B dos puntos situados en un campo eléctrico uniforme, estando Aa una
distancia d de B en la dirección del campo, tal como muestra la figura.
2. Física Experimental II
Michelle R.Rodriguez
2015
2
Una carga de prueba qse mueve de A hacia Ben un campo eléctrico
uniforme E mediante un agente exterior que ejerce sobre ella una fuerza F.
Considérese una carga de prueba positiva q moviéndose sin aceleración, por efecto
de algún agente externo, siguiendo la recta que une A con B.
La fuerza eléctrica sobre la carga será qE y apunta hacia abajo. Para mover la carga
en la forma descrita arriba, se debe contrarrestar esa fuerza aplicando una fuerza
externa F de la misma magnitud pero dirigida hacia arriba. El trabajo realizado por
el agente que proporciona esta fuerza es:
Teniendo en cuenta que:
sustituyendo se obtiene:
Esta ecuación muestra la relación entre la diferencia de potencial y la intensidad de
campo en un caso sencillo especial.
El punto B tiene un potencial más elevado que el A. Esto es razonable porque un
agente exterior tendría que hacer trabajo positivo para mover la carga de prueba
de A hacia B.
Campo Eléctrico: Placas Paralelas
Si dos placas conductoras paralelas cargadas de forma opuestas, las tratamos como
planos infinitos (despreciando los bordes), se puede usar la ley de Gauss para calcular
el campo eléctrico entre las placas. Suponiendo que las placas están en equilibrio con
un campo eléctrico cero en el interior de los conductores, entonces se puede usar el
resultado de una superficie conductora cargada:
Esto es también consistente con el tratamiento de las placas de cargas como dos
láminas de cargas con campo eléctrico en ambas direcciones.
3. Física Experimental II
Michelle R.Rodriguez
2015
3
Líneas Equipotenciales
Las líneas equipotenciales son como las líneas de contorno de un mapa que tuviera
trazada las líneas de igual altitud. En este caso la "altitud" es el potencial eléctrico o
voltaje. Las líneas equipotenciales son siempre perpendiculares al campo eléctrico. En
tres dimensiones esas líneas forman superficies equipotenciales. El movimiento a lo
largo de una superficie equipotencial, no realiza trabajo, porque ese movimiento es
siempre perpendicular al campo eléctrico.
5. Física Experimental II
Michelle R.Rodriguez
2015
5
0
2
4
6
8
10
1 2 3 4 5
V (x,y)
zona entre placas
Gráfico de zonas entre conductores
8-10
6-8
4-6
2-4
0-2
Series1
Series3
Series5
0
2
4
6
8
10
1
2
3
4
5
V (x,y)
zona entre placas
Gráfico de zonas entre conductores
8-10
6-8
4-6
2-4
0-2
6. Física Experimental II
Michelle R.Rodriguez
2015
6
Parte B
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12
0 9,32 9,31 8,8 7,56 5,46 3,18 2,01
0,02 10,13 10,21 10,57 9,16 6 2,23 0
0,04 10,71 11,41 11,22 11,24 6,88 3,38 1
0,06 10,99 10,73 7,6 8,28 6,54 3,51 1,33
0,08 7,74 7,97 9,11 7,75 5,9 3,52 1,52
0,1 9,16 8,77 7,99 6,87 5,3 3,36 0
0,12 8,44 7,94 7,2 6,12 4,76 3,3 1,74
y = -103.65x + 17.002
R² = 0.998
0
2
4
6
8
10
0 0.05 0.1 0.15 0.2
V (V)
x (m)
Gráfico de Módulo de Campo en
zona de los conductores
Series1
Linear (Series1)
Series1
Series3
Series5
Series7
0
5
10
15
1 2 3 4 5 6 7
v
(
v
)
x(m)
potencial eléctrico
10-15
5-10
0-5
7. Física Experimental II
Michelle R.Rodriguez
2015
7
Conclusiones:
Se puede observar donde están las placas mediante observación de las
gráficas.
Zona de igual color representan el mismo potencial eléctrico.
En la parte A el campo es constante y está dado por la gráfica v=f(t),
observándose que las líneas equipotenciales son paralelas entre sí y con
respecto a las placas.
En la parte B, se puede ver que el potencial dentro del anillo es constante,
siendo el campo resultante igual a 0. Fuera de ese anillo el campo está dado
por la función: 𝐸:− ∫ 𝑣( 𝑥) 𝑑𝑥
Web grafía:
https://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_eléctrico
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/elesht.html
y = 7x + 10.935
R² = 0.3575
y = -14.9ln(x) - 30.737
R² = 0.999
0
2
4
6
8
10
12
0 0.05 0.1 0.15
v
(
v
)
x
Potencial electrico
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1
0,12
Series2
Series3
