UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACUTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y DE RECURSOS NATURALES

INFORME N° 02

DENSIDAD DE CARGA Y CAMPO ELÉCTRICOINTEGRANTES: PANANA ESPINOZA CLAUDIA STEPHANY COLONA CORNELIO CARMEN GIANINA CRISTAL

PROFESOR: RODRIGUEZ UMERES RICARDO ALBERTO ASIGNATURA: FISICA IIIGRUPO HORARIO: 90GCICLO: IVSEMESTRE: CICLO VERANO

FECHA DE ENTREGA: 21/01/2014 MATERIALES Y EQUIPOS

N° DESCRIPCIÓN CANTIDAD

1 Computadora 12 Interface 13 Electrómetro 14 Cubeta de Faraday 15 Esfera conductora 16 Sensor de carga 17 Probador plano de aluminio 18 Fuente de voltaje electrostática 1

PROCEDIMIENTOS Y ACTIVIDADES

Procedimiento para configuración de equipos y accesorios

1. Verificar la conexión y encendido de la interface.2. Ingresar al programa Data Studio y seleccionar “crear experimento”.3. Seleccionar el “sensor de carga” de la lista de sensores y efectuar la conexión

usando los cables para transmisión de datos de acuerdo a lo indicado por Data Studio.

4. Efectuar la calibración para este sensor indicando una frecuencia de muestreo de 50 Hz en rango predeterminado.

5. Escoger la posición 1x, en el switch de ganancia del sensor y en la opción medida en la ventana propiedades del sensor.

6. Generar una gráfica para cada uno de los parámetros registrados por los sensores elegidos (voltaje y carga).

7. Conectar la fuente electrostática de voltaje a la red doméstica de 220V.

Primera actividad (Determinación de la densidad de carga)

1. Conectar los terminales del sensor de carga al cilindro interno (con cable rojo) y externo (con cable negro) de la cubeta de Faraday.

2. Calibrar a cero el sensor de carga pulsando el botón “zero” ubicado en la parte superior del sensor.

3. Conectar la terminal de +3000 V de la fuente electrostática a una de las esferas (utilizar el cable rojo).

4. Ubicar en la posición de encendido el interruptor de la fuente electrostática.5. Ubicar la esfera cargada a 50 cm de la cubeta de Faraday.6. Medir el área del probador de aluminio y el área superficial de la esfera.7. Verificar la disposición de equipos.

8. Seleccionar 10 puntos equidistantes sobre la superficie de la esfera para efectuar mediciones.

9. Hacer contacto con la esfera cargada usando el probador de aluminio durante aproximadamente 30 segundos (tocar la superficie de manera tangente).

10. Iniciar la recolección de datos pulsando el botón “inicio”, en la barra de herramientas de Data Studio.

11. Introducir el probador sin hacer contacto dentro de la cubeta de Faraday y registrar la magnitud y signo de la carga transferida al probador.

12. Registrar los datos en la tabla.

Punto 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Carga(µC)

ρ carga

Densidad promedio de carga (C/m2)

Área superficial del plano (m2)

Carga total

(µC)

Tipo de distribución (uniforme/no

uniforme)

CUESTIONARIO

1. En el experimento para medición de la densidad de carga en una esfera.¿ Cómo se verificaría la conservación de la carga? Explique.

2. ¿De qué manera se obtendría una distribución no uniforme de carga, para el caso de un conductor esférico?

3. Explique de qué manera se podría calcular la carga total en una esfera dieléctrica de radio R si se sabe que su densidad de carga volumétrica es constante.

4. En la segunda parte de la primera experiencia, ¿De qué manera seria diferente la densidad de carga si el papel conductor tuviese área infinita?

5. ¿Es posible determinar la relación entre las distancias del probador plano al punto de carga y la densidad de carga? Explique

6. ¿Cuál sería el efecto de remover una sección de papel conductor entre los electrodos para el caso de un dipolo de cargas opuestas?

7. ¿Cuál es la relación entre la dirección de máximo valor de gradiente de campo y una línea equipotencial en el mismo punto?

8. En el experimento del dipolo de cargas de igual signo, ¿Cuál es la distorsión ocasionada por el electrodo alrededor del perímetro del papel?

9. Usando el fundamento teórico visto para el caso del dipolo eléctrico, ¿podría usted calcular el momento dipolar P, en las coordenadas (14,0), del papel grafico proporcionado?

10. Explique el procedimiento a seguir para calcular la diferencia de potencial entre dos puntos al interior de un capacitor de placas planas.