UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS(UNIVERSIDAD DEL PER,
DECANA DE AMRICA)E.A.P DE INGENIERA DE MINAS
CURSO: Laboratorio de Fsica III
TEMA: Cargas elctricas y campo elctrico
PROFESOR:
ALUMNOS:
Marroqun Egsquiza Niels
Chvez Altamirano Marco
Garca Calizaya Diego
Villamil Bustamante Carlos
CICLO: III
Jueves 08 de Setiembre del 2011
RESUMEN:
Los campos elctricos pueden ser visualizados por lneas de campo,
las cuales ayudan a analizar el comportamiento general del campo,
entre dos cargas puntuales. Este fenmeno o manera de estudiar las
lneas de campo tambin se puede emplear con el potencial de manera
grafica, mediante superficies equipotenciales las cuales son
tridimensionales donde el potencial elctrico es el mismo en todos
los puntos.
En la experiencia se analizaron las lneas de campos generada por
el dipolo elctrico y tambin la relacin existentes con las lneas
equipotenciales, determinando dos factores que son muy importantes
como su direccin y magnitud, con el fin de tener una idea clara
acerca de las direcciones y las magnitudes que poseen las lneas del
campo elctrico generado, teniendo en cuenta las correspondientes
equivalentes entre la geometra de la lneas equipotenciales y la
forma de la partcula cargada.
Para llevar a cabo esta prctica fue necesaria la utilizacin de
equipos sofisticados los cuales permitieron una clara visualizacin
geomtrica de las formas correspondientes de las cargas y como los
dos electrodos formaban diferente tipo de campo elctrico.
OBJETIVOS:
Graficar las lneas equipotenciales en la vecindad de dos
configuraciones de cargas (electrodos)
Calcular la diferencia de potencial entre dos puntos.
Calcular la intensidad media del campo elctrico.
Estudiar las caractersticas principales del campo elctrico.
Entender el concepto y las caractersticas principales del campo
elctrico.
Aprender como calcular el campo elctrico asociado con las cargas
que se distribuyen a travs de un objeto.
Entender como las lneas de campo elctrico pueden usarse para
describir la magnitud y direccin del campo elctrico en una pequea
regin del espacio.
MARCO TERICO:
El campo elctrico es un campo fsico que es representado mediante
un modelo que describe la interaccin entre cuerpos y sistemas con
propiedades de naturaleza elctrica.[] Matemticamente se describe
como un campo vectorial en el cual una carga elctrica puntual de
valor q sufre los efectos de una fuerza elctrica dada por la
siguiente ecuacin:
El concepto de campo surge ante la necesidad de explicar la
forma de interaccin entre cuerpos en ausencia de contacto fsico y
sin medios de sustentacin para las posibles interacciones. La accin
a distancia se explica, entonces, mediante efectos provocados por
la entidad causante de la interaccin, sobre el espacio mismo que la
rodea, permitiendo asignar a dicho espacio propiedades medibles.
As, ser posible hacer corresponder a cada punto del espacio valores
que dependern de la magnitud de la propiedad del cuerpo que provoca
la interaccin y de la ubicacin del punto que se considera.
El campo elctrico representa, en cada punto del espacio afectado
por la carga, una propiedad local asociada al mismo. Una vez
conocido el campo en un punto no es necesario saber qu lo origina
para calcular la fuerza sobre una carga u otra propiedad
relacionada con l.
As, si se coloca una carga de prueba en un punto cualquiera del
espacio en donde est definido un campo elctrico, se observar la
aparicin de atracciones o de repulsiones sobre ella. Una forma de
describir las propiedades de este campo sera indicar la fuerza que
se ejercera sobre una carga determinada si se trasladara de un
punto a otro del espacio. Al utilizar la misma carga de prueba es
posible comparar la intensidad de las atracciones o repulsiones en
los distintos puntos del campo. La carga de referencia ms simple, a
efectos de operaciones, es la carga unidad positiva. La fuerza
elctrica que en un punto cualquiera del campo se ejerce sobre la
carga unidad positiva, tomada como elemento de comparacin, recibe
el nombre de intensidad del campo elctrico y se representa por la
letra E. Por tratarse de una fuerza, la intensidad del campo
elctrico es una magnitud vectorial que viene definida por su mdulo
E y por su direccin y sentido.
Interacciones entre dos cargas Q y q:
Considrese una carga Q fija en una determinada posicin (ver
figura). Si se coloca otra carga q en un punto P1, a cierta
distancia de Q, aparecer una fuerza elctrica actuando sobre q.
Si la carga q se ubica en otros puntos cualesquiera, tales como
P2, P3 etc., evidentemente, en cada uno de ellos, tambin estara
actuando sobre q una fuerza elctrica, producida por Q. Para
describir este hecho, se dice que en cualquier punto del espacio en
torno a Q existe un campo elctrico originado por esta carga.
Obsrvese en la figura que el campo elctrico es originado en los
puntos P1, P2, P3 etc., por Q, la cual, naturalmente, podr ser
tanto positiva (la de la figura) como negativa. La carga q que es
trasladada de un punto a otro, para verificar si en ellos existe, o
no, un campo elctrico, se denomina carga de prueba.
El campo elctrico puede representarse, en cada punto del
espacio, por un vector, usualmente simbolizado por y que se
denomina vector campo elctrico.
El mdulo del vector en un punto dado se denomina intensidad del
campo elctrico en ese punto. Para definir este mdulo, considrese la
carga Q de la figura, generando un campo elctrico en el espacio que
la rodea. Colocando una carga de prueba q en un punto P1, se ver
que sobre ella acta una fuerza elctrica. La intensidad del campo
elctrico en P1 estar dada, por definicin, por la expresin:
La expresin anterior permite determinar la intensidad del campo
elctrico en cualquier otro punto, tales como P2, P3, etc. El valor
de E ser diferente para cada uno de ellos.
De obtemos , lo cual significa que si se conoce la intensidad
del campo elctrico en un punto, es posible calcular, usando la
expresin anterior, el mdulo de la fuerza que acta sobre una carga
cualquiera ubicada en aqul punto.
Principio de superposicin:
La influencia del campo producido por una carga aislada se puede
generalizar al caso de un sistema formado por ms de una carga y
luego extenderse al estudio de un cuerpo cargado. Experimentalmente
se verifica que las influencias de las cargas aisladas que
constituyen un sistema son aditivas, o en otras palabras, se suman
o superponen vectorialmente. As, la intensidad de campo E en un
punto cualquiera del espacio que rodea a varias cargas ser la suma
vectorial de las intensidades de los campos debidos a cada una de
las cargas individualmente consideradas. Matemticamente se puede
considerar la siguiente ecuacin:
Donde K es la constante arbitraria; n es la cantidad de cargas
tenidas en cuenta; es la magnitud del vector distancia entre el
punto donde se quiere hallar el campo elctrico total y la carga i;
y es el vector unitario formado de la misma manera. Ms adelante se
trabajar mejor esta ecuacin.
Lneas de campo:
Una forma muy til de esquematizar grficamente un campo es trazar
lneas que vayan en la misma direccin que dicho campo en varios
puntos. Esto se realiza a travs de las lneas de fuerza, lneas
imaginarias que describen, si los hubiere, los cambios en direccin
de las fuerzas al pasar de un punto a otro. En el caso del campo
elctrico, puesto que tiene magnitud y sentido se trata de una
cantidad vectorial, y ser un vector tangente a la lnea de fuerza en
cualquier punto considerado.
Segn la primera ley de Newton, la fuerza que acta sobre una
partcula produce un cambio en su velocidad; por lo tanto, el
movimiento de una partcula cargada en una regin depender de las
fuerzas que acten sobre ella en cada punto de dicha regin.
Ahora considrese una carga q, situada en un punto sobre la que
acta una fuerza que es tangente a la lnea de campo elctrico en
dicho punto. En vista de que las lneas del campo elctrico varan en
su densidad (estn ms o menos juntas) y direccin, podemos concluir
que la fuerza que experimenta una carga tiende a apartarla de la
lnea de campo elctrico sobre la que se encuentra en cada
instante.
En otras palabras, una carga bajo los efectos de un campo
elctrico no seguir el camino de la lnea de fuerza sobre la que se
encontraba originalmente.
La relacin entre las lneas de fuerza (imaginarias) y el vector
intensidad de campo, es la siguiente:
1. La tangente a una lnea de fuerza en un punto cualquiera da la
direccin de E en ese punto.
2. El nmero de lneas de fuerza por unidad de rea de seccin
transversal es proporcional a la magnitud de E. Cuanto ms cercanas
estn las lneas, mayor ser la magnitud de E.
No es obvio que sea posible dibujar un conjunto continuo de
lneas que cumplan estos requisitos. De hecho, se encuentra que si
la ley de Coulomb no fuera cierta, no sera posible hacerlo.
Para la construccin de lneas de fuerza se debe tener en cuenta
lo siguiente:
A.- Por convencin, las lneas deben partir de cargas positivas y
terminar en cargas negativas y en ausencia de unas u otras deben
partir o terminar en el infinito.
Una carga puntual positiva dar lugar a un mapa de lneas de
fuerza radiales, pues las fuerzas elctricas actan siempre en la
direccin de la lnea que une a las cargas interactuantes, y
dirigidas hacia fuera porque una carga de prueba positiva se
desplazara en ese sentido. En el caso del campo debido a una carga
puntual negativa el mapa de lneas de fuerza sera anlogo, pero
dirigidas hacia ella ya que se sera el sentido en que se desplazara
la carga positiva de prueba. Como consecuencia de lo anterior, en
el caso de los campos debidos a varias cargas, las lneas de fuerza
nacen siempre de las cargas positivas y por ello son denominadas
manantiales y mueren en las negativas por lo que se les llama
sumideros.
B.- Las lneas de fuerza jams pueden cruzarse.
Las lneas de fuerza o de campo salen de una carga positiva o
entran a una negativa. De lo anterior se desprende que de cada
punto de la superficie de una esfera, suponiendo forma esfrica para
una carga, puede salir o entrar solo una lnea de fuerza, en
consecuencia entre dos cargas que interactan solo puede
relacionarse un punto de su superficie con solo un punto de la otra
superficie, y ello es a travs de una lnea, y esa lnea es la lnea de
fuerza.
Si se admitiera que dos lneas de fuerza se interceptan, entonces
se podra extender la superficie de la otra carga hacia el lugar
donde se interceptan las lneas que se mencionan y se podra concluir
que dos lneas entran o salen de una superficie de una carga
elctrica. Con esto se est contradiciendo lo postulado inicialmente.
En consecuencia, es imposible que dos lneas de fuerza se
intercepten.
Por otra parte, si las lneas de fuerza se cortaran, significara
que en dicho punto E poseera dos direcciones distintas, lo que
contradice la definicin de que a cada punto slo le corresponde un
valor nico de intensidad de campo.
C.- El nmero de lneas de fuerza que parten de una carga positiva
o llegan a una carga negativa es proporcional a la cantidad de
carga respectiva.
D.- Las lneas de fuerza deben ser perpendiculares a las
superficies de los objetos en los lugares donde conectan con
ellas.
Esto se debe a que en las superficies de cualquier objeto, sin
importar la forma, nunca se encuentran componentes de la fuerza
elctrica que sean paralelas a la superficie del mismo. Si fuera de
otra manera, cualquier exceso de carga residente en la superficie
comenzara a acelerar. Esto conducira a la aparicin de un flujo de
carga en el objeto, lo cual nunca se observa en la electricidad
esttica.
PROCEDIMIENTO:
Cabe notar que no existe instrumento alguno que permita medir la
intensidad del campo elctrico en las vecindades de un sistema de
conductores cargados elctricamente colocados en el espacio libre.
Sin embrago, si los conductores estn en un liquido conductor, el
campo elctrico establecer pequeas corrientes en este medio, las que
se puedes usar para tal fin.
1. Se armo el circuito siguiente:
2. Se ech la solucin electroltica (H2O + NaCl) en el recipiente
de vidrio.
3. Sin hacer contacto entre los electrodos se midi la diferencia
de potencial entre ellos:
4. Se construyo las lneas equipotenciales basndose en las
medidas obtenidas por el voltmetro en diferentes puntos.
5. Se desplazo la punta de prueba en la cubeta y se determino
puntos para la cuela la lectura del voltmetro permanece
constante.
CUESTIONARIO N 1
1.- Cmo puede usted determinar el signo de las cargas de las
esferas de tecnoport?
Primero se frota una barra de vidrio con un pao. Debido a la
naturaleza de estos dos cuerpos ser el vidrio l que se cargue
positivamente mientras que el pao negativamente. Luego cargamos al
electroscopio por contacto con la barra de vidrio adquiriendo la
carga positiva.
Entonces acercamos las esferas de tecnoport a la esfera del
electroscopio y vemos si las laminillas se cierran (hay atraccin,
tiene carga negativa) o si se abren (hay repulsin, tiene carga
positiva).
2.- En las experiencias efectuadas Cmo podra aplicar el
principio de superposicin?
Se podra aplicar en el momento que intentamos saber la polaridad
de la barra de electrodos ya que hay 3 cuerpos cargados
elctricamente y estn interactuando, dos con carga negativa y uno
con carga positiva. Entonces podramos establecer para la esfera del
electroscopio (negativo) que hay dos fuerzas sobre l, una de
atraccin (electrodo positivo) y otra de repulsin (electrodo
negativo).
3.- Del experimento realizado, se puede deducir que tipo de
carga se traslada de un cuerpo a otro?
S. Porque los cuerpos los podemos cargar por frotamiento,
adquiriendo ambos diferentes cargas que luego se pueden verificar
de qu tipo son con el electroscopio; tambin se pueden cargar por
contacto, adquiriendo ambos la misma carga (ya conocida) y si no se
conoce se puede usar el electroscopio.
4.- Enuncie los tipos de electrizacin.
Por Contacto: Se puede cargar un cuerpo neutro con solo tocarlo
con otro previamente cargado. En este caso, ambos quedan con el
mismo tipo de carga, es decir, si se toca un cuerpo neutro con otro
con carga positiva, el primero debe quedar con carga positiva.
Esto se debe a que habr transferencia de electrones libres desde
el cuerpo que los posea en mayor cantidad hacia el que los contenga
en menor proporcin y mantenindose este flujo hasta que la magnitud
de la carga sea la misma en ambos cuerpos.
Al frotar dos cuerpos elctricamente neutros, el nmero de
electrones ser igual al nmero de protones.
Por Frotamiento: Al frotar dos cuerpos elctricamente neutros
(nmero de electrones = nmero de protones), ambos se cargan, uno con
carga positiva y el otro con carga negativa. Si se frota una barra
de vidrio con un pao de seda, hay un traspaso de electrones del
vidrio a la seda. Si se frota un lpiz de pasta con un pao de lana,
hay un traspaso de electrones del pao al lpiz. Ej: Un globo lo
frotas en tu cabeza y luego lo pones cerca de la cabeza de una
persona, veras que su cabello se levanta.
El vidrio adquiere una carga elctrica positiva al perder un
determinado nmero de cargas negativas (electrones); estas cargas
negativas son atradas por la seda, con lo cual se satura de cargas
negativas.
Por Induccin: Un cuerpo cargado elctricamente puede atraer a
otro cuerpo que est neutro. Cuando se acerca un cuerpo electrizado
a un cuerpo neutro, se establece una interaccin elctrica entre las
cargas del primero y las del cuerpo neutro.Como resultado de esta
interaccin, la distribucin inicial se altera: el cuerpo electrizado
provoca el desplazamiento de los electrones libres del cuerpo
neutro.En este proceso de redistribucin de cargas, la carga neta
inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero en algunas zonas se
carga positivamente y en otras negativamente.Se dice que aparecen
cargas elctricas inducidas. Entonces el cuerpo electrizado,
denominado inductor, induce una carga con signo contrario en el
cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae. Es importante tener en
cuenta que la carga obtenida por este mtodo es de signo opuesto a
la carga del inductor.
Por electrlisis: La mayora de los compuestos inorgnicos y
algunos de los orgnicos se ionizan al fundirse o cuando se
disuelven en agua u otros lquidos; es decir, sus molculas se
disocian en especies qumicas cargadas positiva y negativamente. Si
se coloca un par de electrodos en una disolucin de un electrlito
(compuesto ionizable) y se conecta una fuente de corriente continua
entre ellos, los iones positivos de la disolucin se mueven hacia el
electrodo negativo y los iones negativos hacia el positivo. Al
llegar a los electrodos, los iones pueden ganar o perder electrones
y transformarse en tomos neutros o molculas; la naturaleza de las
reacciones del electrodo depende de la diferencia de potencial o
voltaje aplicado.
5.- Por qu el cuerpo humano es un buen conductor de la
electricidad?
Porqu casi el 70% del organismo consta de agua ionizada, un buen
conductor de electricidad. De acuerdo con la electrofisiologa,
ciencia que estudia las reacciones que produce la corriente
elctrica, cada uno de los tejidos de nuestro cuerpo reacciona
cuando una descarga circula por el organismo y los efectos
biolgicos dependen de su intensidad. Se ha descubierto que las
partes ms sensibles son la retina y el globo ocular, pues ante
cualquier estmulo elctrico producen una sensacin luminosa. Le sigue
la lengua, la cual manifiesta un sabor alcalino.
6.- Un objeto cargado positivamente se acerca a la esfera de un
electroscopio y se observa q las laminillas se cierran, y cuando se
sigue acercando, sin tocar la esfera, de pronto las hojuelas se
abren. Qu tipo de carga tiene el electroscopio?
Se sabe que:
Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede
determinarse el tipo de carga elctrica de un objeto aproximndolo a
la esfera. Si las laminillas se separan significa que el objeto est
cargado con el mismo tipo de carga que el electroscopio. De lo
contrario, si se juntan, el objeto y el electroscopio tienen signos
opuestos.
Basndose en este principio la carga del electroscopio ser
positivo, ya que se separa al acercar el objeto.
7.- Qu funcin cumplen las botellas de Leyden en la mquina de
Wimshurst? explique detalladamente.
La Botella de Leyden (toma el nombre de la Universidad donde se
cre) no es ms que un condensador simple, de placas paralelas, o en
otros trminos de un "acumulador de carga elctrica, que puede
almacenar cantidades sustanciales de carga.
En el experimento realizado en clase, las chispas brillantes
requieren una corriente de gran intensidad. La corriente puede ser
obtenida almacenando la carga extrada de los discos rotantes en
botellas de Leyden. Esa es la principal funcin de estas botellas en
la mquina de Wimshurst.
8.- Durante el uso del generador electrosttico se percibe un
olor caracterstico, investigue a que se debe. Explique
detalladamente.
Es el olor a Ozono (O3) variedad alotrpica del Oxigeno (O2), que
se genera a partir de l, por efecto de las chispas del generador.
Tambin se percibe este olor cuando hay una tormenta elctrica.
9.-Explique el poder de las puntas, y sus aplicaciones.
Efecto de las puntas
Cuando los conductores metlicos terminan en punta se acumula
mucha carga en ellas, la densidad de carga es muy alta y en las
proximidades se crea un intenso campo que ioniza el aire.
Este efecto fue descubierto por el norteamericano Franklin y en
l se basa su invento del pararrayos publicado en 1753 en su famoso
Almanaque del pobre Richard.
Los pararrayos iniciales consistan en una varilla de unos dos
metros de largo colocada en la parte alta de los edificios y unida
elctricamente a tierra por medio de un cable conductor. En la punta
del pararrayos se ioniza el aire y por esa parte del aire, que
conduce mejor que el resto, se desplaza el rayo. Si se produce una
descarga la chispa es conducida a tierra a lo largo del cable.
10.- Mencione algunas aplicaciones del equipo de Van Der
Graff.
Las diferentes aplicaciones de esta mquina incluyen la produccin
de rayos X, esterilizacin de alimentos y experimentos de fsica de
partculas y fsica nuclear.
CUESTINOARIO N 2
1. Determinar la magnitud del campo elctrico entre las lneas
equipotenciales. El campo elctrico es uniforme? Por qu?
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Para determinar la magnitud del campo elctrico entre las lneas
equipotenciales, se utilizar una frmula que est en funcin de la
diferencia de potencial entre dos puntos y la distancia que los
separa. Esta frmula es: Para los diferentes puntos se tiene:
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Como se puede apreciar en los datos obtenidos el campo no es
uniforme existe una pequea variacin entre las lneas equipotenciales
y eso es debido a las distancias y diferencias de voltaje da cada
una pero al final para dar a conoces una aproximacin del campo
elctrico elaboramos una sumatoria con los datos obtenidos
2. Cmo seran las lneas equipotenciales si los electrodos son de
diferente forma?
Dependiendo de la forma del electrodo las lneas equipotenciales
toman esta misma forma por ejemplo
Campo elctrico y curvas equipotenciales entre cargas positivas
de diferente magnitud -sistema asimtrico
3. Por qu nunca se cruzan las lneas equipotenciales?
Las lneas equipotenciales es la unin de los puntos donde hay
igual diferencia depotencial elctrico, es decir, donde hay igual
voltaje.
Las lneas de campo elctrico nacen en cargas positivas y mueren
en cargas negativas.
Las lneas de campo son tangentes al vector E en cada punto. Si 2
lneas con distinta direccin, y por lo tanto con distinta tangente,
se cortaran, en el mismo punto existiran 2 vectores E distintos, lo
que es ABSURDO.
Nunca se cruzan, pues si lo hicieran, no podra determinarse la
direccin que tendra la fuerza sobre una carga en el punto de
interseccin. Como la fuerza en cualquier punto solo puede tener una
sola direccin, es evidente que las lneas de campo jams se cortan.
Tampoco es posible que dos lneas equipotenciales diferentes se
crucen ya que stas siempre son perpendiculares a las lneas de
fuerza, en consecuencia, son paralelas entre s. Por otro lado
normalmente un electrodo produce lneas de fuerza dirigidas desde
una carga positiva a una negativa, todo ello representa el campo
elctrico, su direccin, su densidad y comnmente no se altera su
estado normal ya que hay otras cargas que pueden originar un total
desequilibrio en este sistema.
Consideremos que las lneas de fuerza se cruzan; entonces como
son lneas diferentes
(V1 distinto de V2); y W1-2 = ( V2 V1 ) q
Se sabe que para trasladaran punto a su mismo punto el trabajo
es cero porque en s no se mueve la partcula de prueba; entonces W =
0.
0 = (V2 V1) q Entonces V2 V1 = 0 y V2 = V1 (contradiccin)
Las lneas equipotenciales no se cruzan, ya que tendramos en un
punto, dos valores diferentes de potencial elctricos. Es decir
tendramos dos valores diferentes de campo elctrico para un mismo
punto y eso es imposible.
4. Si Ud. imaginariamente coloca una carga de prueba en una
corriente electroltica Cul ser su camino recorrido?
Las corrientes electrolticas se mueven a lo largo de las lneas
de fuerza o lneas de campo, ya que estas lneas representan la
trayectoria que siguen las partculas (en este caso, sal ionizada)
que se encuentran cargadas positivamente y que estn disueltas en el
agua.
6. Por qu las lneas de fuerza deben formar un ngulo recto con
las lneas equipotenciales cuando se cruzan?
Una explicacin simple seria que las lneas equipotenciales son
paralelas a la superficie del cuerpo y que las lneas de fuerzas son
salientes o entrantes (depende de la carga) pero que es
perpendicular a la superficie.
De lo cual se concluye que las lneas de fuerza y las
equipotenciales son ortogonales.
7. El trabajo realizado para transportar la unidad de carga de
un electrodo a otro es?
Para hallarlo utilizamos los datos obtenidos de la grafica
Electrodo placa: VA = 6
Electrodo anillo: VB = 1.5
Carga del e- : q = 1,6x10-19
VAB = VB VA = WABxq
WAB = (1,5 6)/1,6x10-19
WAB = -2,8125x10-19 JOULES
8. Siendo E= , el error absoluto de E es:
Error absoluto: se obtiene de la suma de los errores del
instrumento y el aleatorio.
EA = EI + Ea
EI = 0
En este caso no vamos a considerar el error de lectura mnima
pues se obtuvo el campo elctrico por mtodo indirecto. Por lo
tanto:
EA = Ea
Ea =
D(m)
Va
Vb
E=(Va Vb)/d
0.16
6
1.5
28.12
0.01
2.1
1.8
30
0.01
2.4
2.1
30
0.01
2.6
2.4
20
0.01
2.9
2.6
20
0.01
3.2
2.9
30
0.01
3.5
3.2
30
Tenemos:
Xm = /n= 188,12/7 = 26,874
=
=
=
=
= 4.3938
Ea = = 5.3823
EA = EI + Ea = 0 + 5.3823 = 5.3823
9. El error relativo de la mediada de E es:
Error relativo: es la razn del error absoluto y el valor
promedio de la medida.
ER = EA/Xm
ER = 5.3823/26.874 = 0.20027
El porcentaje ser
ER% = ERx100 = 20.027
10. Qu semejanza y diferencia existe entre un campo elctrico y
un campo gravitatorio?
SEMEJANZAS:
-Ambos son campos centrales y conservatorios; por tanto, llevan
asociados una funcin potencial.
-Los campos creados en un punto por una masa o por una carga
puntual disminuyen con el cuadrado de la distancia entre la masa o
carga que lo crea y el punto.
DIFERENCIAS:
Para una mejor compresin, sobre las diferencias de estos dos
campos, hemos plasmado estas diferencias en el siguiente
cuadro:
CAMPO ELCTRICO
CAMPO GRAVITATORIO
1. Estn creados por cargas elctricas y su intensidad en un punto
es la fuerza que ejercera sobre la carga unidad positiva situada en
el.
Esta creado por una masa y su intensidad en un punto es la
fuerza que ejercera sobre una masa situada en el.
2. Cuando la carga elctrica que lo crea es una carga puntual, el
campo dirigido radialmente hacia el infinito si la carga es
positiva o hacia ella si la carga es negativa.
2. Cuando la masa que lo crea es una masa puntual, el campo va
dirigido radialmente hacia ella.
3. El campo que crea una carga depende el medio donde est
inmersa
3. el campo que crea una masa no depende del medio donde esta se
encuentre.
4. El signo del potencial asociado depende del signo de la carga
elctrica que lo origina.
4. el potencial asociado es siempre negativo.
5. En los campos elctricos, las cargas elctricas constituyen la
fuente del campo.
Una vez conocido este se puede determinar la fuerza sobre un
objeto electrizado. Las cargas elctricas ,mviles tambin pueden
establecerse campos magnticos, pero, solo se considera campo
elctricos creados por cargas en reposo.
5. En el campo gravitatorio, una distribucin de masa como la de
la tierra establece un campo g(x,y,z) en el espacio circundante. Si
desea luego valuar la fuerza gravitatoria que experimenta un objeto
de masa m ubicado en el canto (x,y,z,), tal fuerza ser mg(x,y,z).
Una masa distinta experimentara una fuerza diferente. por tanto si
tiene un caso en que hay una distribucin de masa que origina que
una fuerza de gravedad actu sobre una masa m. al estudiar esta
interaccin, es sumamente til considerar la distribucin de masa en
el interior de la tierra como una fuente que es estable un campo
gravitacional, que luego interacta con el objeto aplicndole una
fuerza mg(x,y,z).
11. Si el potencial elctrico es constante a travs de una
determinada regin del espacio. qu decirse acerca del campo elctrico
en la misma ? explique.
Se ha establecido que la intensidad de campo elctrico E nos
sirve de caracterstica vectorial (FUERZA) de un campo elctrico, y
tambin sabemos que el potencial elctrico es una caracterstica
escalar (ENERGETICA) asociada a cada punto de una regin donde se
establece el c ampo elctrico.
Ahora segn el caso preguntando si es que si el potencial
elctrico es constante a travs de una determinada regin del espacio.
Qu puede decirse acerca del campo elctrico en la misma?
si el potencial elctrico es constante, entonces no
necesariamente el campo elctrico puede ser tambin constante, ya que
el potencial es una magnitud escalar y el campo es un vector, es
decir una magnitud vectorial, pudiendo tener este campo infinitas
direcciones.
CONCLUSIONES:
Las lneas equipotenciales casi siempre dependen de la formas de
la carga.
El campo elctrico no siempre es constante ya que entre cada lnea
equipotencial puede existir variacin de potenciales VA VB.
Las lneas del campo elctrico comienzan en las cargas positivas y
terminan en las cargas negativas.
Las lneas equipotenciales tambin dependen de la magnitud de la
carga del electrodo.
Las lneas de campo nunca se cruzan.
SUGERENCIAS:
Colocar la Fuente de Voltaje en un nivel mayor al que marcan los
electrodos.
Limpiar los electrodos de cobre antes de empezar con el
experimento.
Ser minuciosos cuando tomemos las medidas del potencial en cada
lnea de campo.
BIBLIOGRAFA:
http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctrico#L.C3.ADneas_de_campo
http://www.quedelibros.com/libro/13501/Fisica-3.html
Dario Castro Castro; Antalcides Olivo Burgos. Fisica
electricidad para estudiantes de ingenieria: notas de clase.
Barranquilla: Ediciones Uninorte (2008)