InformeFısica 2Alexander Bonilla.

LINEAS EQUIPOTENCIALES Y CAMPO

ELECTRICO

Mateo Camacho Rey1 Alexander Rodriguez Lopez2

1,2Universidad Central

10 de Abril del 2015

Abstract. A method to estimate and model the electric fields for different chargedistributions is to use the field lines, which will be discussed in this lab report, for which twoconductive plates and two point charges was used.Keywords: equipotential lines, electric field, electric potential.

Resumen. Un metodo para calcular y modelar los campos electricos para diferentesdistribuciones de cargas es utilizar las lıneas de campo, el cual se expondra en el presenteinforme de laboratorio, para el cual se utilizo dos placas conductoras y dos cargas puntuales.

palabras clave:Lıneas equipotenciales, Campo electrico, potencial electrico.

1. Objetivos

Determinar las lıneas equipotencialesde algunas configuraciones dealgunas configuraciones de electrodosconductores.

Trazar las lıneas de campo electrico,basandose en las lıneas equipotencialesdeterminadas en la practica.

Encontrar, por medio de ajuste decurvas, la ecuacion de una lınea decampo de alguna de las distribucionesde carga dadas.

Encontrar teoricamente la expresionque describe las lıneas equipotenciales ycompararla con los resultados obtenidos

2. Maco teorico

Las lıneas equipotenciales son el conjuntode puntos en el espacio donde el potencialno cambia para una distribucion de cargacualquiera. Por definicion se tiene que

dV = − ~E · d~l (1)

Es un cambio infinitesimal del potencial

*mateocamacho8@gmail.com

1

Lıneas equipotenciales y campo electrico 2

a traves de la direccion del campo electricoen un cambio infinitesimal de posicion.Integrando se obtiene la diferencia depotencial entre dos puntos A y B

VB − VA = −∫ B

A

~E · d~l (2)

En los puntos equipotenciales estadiferencia es igual a cero, produciendo laslıneas equipotenciales como se muestra en lassiguientes representaciones:

Figura 1: Campo electrico producido pordos placas conductoras

Figura 2: Campo electrico producido poruna carga puntual

Figura 3: Campo electrico producido pordos cargas puntuales

Para anteriores imagenes las lıneasnaranjas muestran la direccion del campo ylas azules punteadas las lıneas equipotenciales

Para el caso en que el campo electrico esproducido por dos placas cargadas se presentalas lıneas equipotenciales en

0 = −∫ B

A

~E · d~l (3)

El campo electrico es independiente a ladistancia que se tome el punto y ademasel diferencial de posicion esta en direccioncontraria al campo electrico por tanto

− ~E · d~l = Edl (4)

Y su integral

0 =

∫ B

A

Edl (5)

0 = E (LB − LA) (6)

Es decir que las lıneas equipotenciales seencuentran en

LB = LA (7)

A una distancia igual a las dos placas

Lıneas equipotenciales y campo electrico 3

3. Equipo

Kit para superficies equipotenciales

Fuente de poder de mınimo 30 V

Voltımetro

4. Procedimiento

Se realizo al procedimiento encontradoen la guıa de laboratorio, usando placasconductoras y cargas puntuales

5. Resultados experimentales

5.1. Placas paralelas conductoras

Se obtuvo una serie de datos que sediscriminan a continuacion:

Figura 4: Tabla Placas paralelasconductoras

5.2. Cargas puntuales

Se obtuvo una serie de datos que sediscriminan a continuacion:

Figura 5: Tabla Cargas puntuales

Se observa de la grafica de cargaspuntuales que para un potencial de 15 Vla ecuacion de su lınea equipotencial esy = 14 cm

Adjuntas estan las graficas de las tablasanteriores

6. Preguntas de la guıa delaboratorio

Justifique la afirmacion numero 4presente en el marco teorico

Respuesta:(Bajo condiciones electrostaticas, las

lıneas de campo electrico son perpendicularesa las l´neas equipotenciales) Dado que porejemplo, en una carga puntual los puntosequipotenciales describen una esfera de radioconstante y al ser radiales las lıneas decampo, estas son normales a la circunferenciaequipotencial.

En la figura 1, suponga que secoloca un electron cerca de la placanegativa. Describa lo que sucederaposteriormente.

Respuesta:

Lıneas equipotenciales y campo electrico 4

Se acelerara hacia la placa positiva endireccion contraria al campo electrico por unafuerza de magnitud F = e−E

¿Se pueden interceptar dos lıneasequipotenciales diferentes? Explique.

Respuesta:No, solo se puede interceptar una lınea

con sı misma como lo muestra la siguientefigura

Figura 6: Campo electrico y lıneasequipotenciales en rojo, producida por doscargas iguales

Determine teoricamente la ecuacion deuna lınea de campo electrico de algunade las configuraciones dadas.

Respuesta:Como se realizo en el marco teorico LB =

LA , si se colocan de manera horizontal lasplacas se tendra que y = cte estando en mediode las dos placas.

7. Conclusiones

Se determinaron satisfactoriamente laslıneas equipotenciales y con estas sepudo representar el campo electricosabiendo que es normal a estas lıneas

Ajustando la lınea de campo mas clarase obtuvo la ecuacion de esta

Se encontro teoricamente las ecuacionesde lıneas equipotenciales para las placasparalelas

8. Referencias Bibliograficas

Fısica universitaria. Sears. Zemansky.Vol 2.

Fısica para ciencias e ingenierıa.Serway. Jewett. Vol 2