3.6.2 Lab - Implement VLANs and Trunking - ILM.pdf
Campo electrico
1. INFORME DE LABORATORIO FISICA ELECTROMAGNETICA
GRUPO E - 1090310
CAMPO Y POTENCIAL ELECTRICO
HAROL M. ESCALANTE 1161242
JOSE D. GUARIN 1151497
STEPHANY V. JAIMES 1151537
JOSE ARBOLEDA 1161340
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
2. Resumen:
El campo eléctrico es una magnitud de naturaleza vectorial, y teóricamente se
define como el cociente entre una fuerza eléctrica que obra sobre una carga de
prueba (positiva) y el valor de la carga de prueba en cuestión; sin embargo, según
Resnick (1981), ésta definición “aunque conceptualmente buena y muy apropiada
para nuestros fines de análisis teórico, raras veces se lleva a cabo en la práctica
debido a dificultades experimentales. Ordinariamente E se calcula a partir de
cantidades que se miden más fácilmente, tales como el potencial eléctrico.”
El uso de cantidades de naturaleza escalar adecuadas en un estudio cuyo análisis
pudiera presentar de inicio elementos de naturaleza vectorial, puede simplificar
mucho las operaciones para llegar a un mismo resultado; esto es lo que sucede en
el teorema del trabajo mecánico, que implica el uso de magnitudes de naturaleza
vectorial para solucionar cuestiones con resultados escalares; tales problemas
tradicionalmente se resolverían con un manejo vectorial mucho más complicado y
extenso en el tiempo según la dinámica clásica
3. Objetivos General:
- Analizar la relación fundamental que hay entre la intensidad eléctrica y la
diferencia de potencial para una esfera conductora específica.
- Comprender la importancia que hay en cada experimento realizado en la
práctica para complementar con lo aprendido en clase, así tener una idea
más clara de lo que es campo eléctrico.
4. Objetivos Específicos:
- Concluir cuál es la relación entre intensidad de campo eléctrico y el
potencial eléctrico, en una determinada distancia fija r, medida desde el
centro de la esfera.
- Ayudar al entendimiento de conceptos acerca de Campo y potencial
eléctrico.
- Distinguir la relación que existe entre intensidad de campo eléctrico y la
distancia r, medida desde el centro de una esfera conductora, cuyo
potencial eléctrico se mantiene constante.
- Complementar los ejercicios practicado en clase.
- Estudiar las principales características de campo eléctrico.
- Aprender cómo se calcula el campo eléctrico asociado con las cargas
que se distribuyen a través de un objeto.
5. Desarrollo Teórico:
- En este procedimiento podemos analizar el comportamiento dada una
distribución de carga, a ello se determinan las posiciones de los puntos de igual
potencial, así trazándose a través de ellos una línea equipotencial, generándose
así una familia de líneas equipotenciales. A partir de estas es posible graficar las
líneas de campo eléctrico asociadas.
Podemos tomar el concepto de campo eléctrico como vector, fue apreciado entre
los primeros físicos, de ellos uno de los más importantes fue Michel Faraday en el
año (1791 – 1867), quien pensó siempre en función de líneas de fuerza. Las líneas
de fuerza siguen siendo una manera conveniente de representarse en lamente la
forma de los campos eléctricos. Se las usa con este fin, pero en general no se las
usa cuantitativamente.
6. Detalles experimentales :
- un cuerpo cargado eléctricamente causa a su alrededor de él un campo
electroestático. Para determinar y medir dicho campo en un punto cualquier
es necesario introducir en dicho medio otro cuerpo cargado, que
llamaremos carga de prueba qo, y medir la fuerza F que actua sobre él.
La carga de prueba qp se considera suficientemente pequeña de manera
que la distorsión que su presencia causa el campo eléctrico de interés sea
despreciable.
- Si el punto A es tomado muy lejos, la fuerza sobre la carga q+ en ese
punto será prácticamente cero, entonces esa diferencia de potencial en el
punto B es llamado potencial absoluto en el punto B.
7. Análisis :
1. Relación entre el campo eléctrico y el potencial eléctrico.
a. Calcule los valores de v’ de la tabla 1.Construya una gráfica v' vs E.
V (kv) E V’
12 2.16 0.15 mn
16 4.84 0.13 mn
20 7.78 0.11 mn
24 10.001 0.10 mn
b. ¿ Cuál es la forma del gráfico obtenido?
- La forma del gráfico obtenido es una línea recta; en este caso
específicamente no alcanza a pasar por el origen por unas milésimas
exactamente, debido a que existe un margen de error, pero lo ideal es que
lo pase por el origen.
8. c. Qué tipo de relación existe entre E y V´.
- al ser E = Q1* k / r²
- E = 1 Q
4π Eo r²
- La relación existente entre el campo eléctrico y el potencial eléctrico es
directamente proporcional. Si es el tipo de relación que esperaba pues por
teoría se sabe que al aumentar el campo eléctrico también aumenta el
potencial eléctrico.
V (kv) E V’
12 2.16 0.15 mn
16 4.84 0.13 mn
20 7.78 0.11 mn
24 10.001 0.10 mn
d. Si el gráfico es una recta que pasa por el origen, obtenga el valor
de la pendiente.
- m = y2-y1
x2-x1
m = 4.84 – 2.16 = 134.0
0.13 -0.15
e. Determine la ecuación experimental que relaciona E y V
- esta está dada por : E =
R
r2 V
9. 2. Relación entre el campo eléctrico y la distancia a la esfera conductora.
a. Complete los datos de la tabla 2.
R 1/ r² E r²
0.08 156.25 2.72 0.0064
0.12 69.44 3.42 0.0144
0.16 39.0625 4.19 0.0256
0.20 25 8.39 0.040
b. Construya una gráfica de E vs r con los datos de la tabla 2, y
trace la curva que mejor describa la tendencia de los puntos.
10. c. Elabore una gráfica de E vs 1/ r²
d. Que información nos proporciona esta pendiente.
- La información que proporciona es que es inversamente proporcional,
es decir a medida que va aumentando E, r2
va disminuyendo. Es posible
que por errores al tomar los datos las pendientes están muy alejadas unas
de las otras, al igual que se observan algunos saltos en la gráfica número 2.
e. Cuáles podrían ser las causas de error más importantes y
específicas, tanto en la parte A como en la parte B de este
experimento. Explique
- En la parte A las causas mas de error más importante podrían ser que
no se halla medido bien la distancia en el riel a la que se colocó la
esfera, no se halla suministrado el voltaje adecuado en el momento
adecuado.
0
5
10
15
20
25
30
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Series1
11. Conclusiones :
- En conclusión, por medio de cada uno de los experimentos desarrollados
podemos hemos sido capaces de comprender de una forma aún más clara
la “dinámica” del campo eléctrico y del campo en sí.
- Gracias a esta práctica de laboratorio conocimos claramente el sentido de
campo y potencial eléctrico, sus definiciones y conceptos referentes al
tema en específico.
- Hemos comprendido con certeza que el campo eléctrico de un cuerpo es
aquella región del espacio en donde se deja sentir sus efectos producidos
por una carga.
