8/16/2019 Practica 2: Lineas Equipotenciales en el campo
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MÉTODOS ELÉCTRICOS II
ING. GEOCIENCIAS
CIENCIAS DE LA TIERRA
GOF 1021 SATCA 2 3 5
GRUPO: 4522C 09-10hrs SALON: Z21 L-VPRACTICA 2:
‘‘LÍNEAS EQUIPOTENCIALES EN CAMPO’’
INTEGRANTES
ALFREDO VILLA SÁNCHEZJONATHAN ARTEAGA MENDOZA
REYNA JUDITH TREJO RAMIREZLUIS ALBERTO HERNANDEZ POSADAS
JOSÉ ENRIQUEZ MARTÍNEZ SANTANDERGUSTAVO ADOLFO MENDOZA DOMÍNGUEZ
LIZAMA SEGURA ISIDRO JAHIR HERNANDEZ VAZQUEZ OSWALDO
FACILITADOR: ING. MIGUEL MARTÍNEZ FLORES
ENE – JUN 2016
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INTRODUCCION
El potencial eléctrico en un punto, es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica
para mover una carga positiva desde el origen hasta un punto, por cada unidad
de carga de prueba.
En un campo eléctrico, el lugar conformado por puntos de igual potencial eléctricose denomina superficie equipotencial, dichas superficies equipotenciales son
siempre perpendiculares a las líneas de fuerza- 1 . Dado el campo eléctrico, es
posible hallar la función potencial eléctrico. Pero también se puede proceder en
sentido contrario; partiendo del potencial eléctrico deducir el campo.
El signo menos proviene a causa de que el campo eléctrico está dirigido de una
región de potencial positivo hacia una región de potencial negativo, mientras que el
vector ∇ se define de manera que se dirija en el sentido de creciente.2 Por lo
tanto, cuando se encuentra que es constante, significa que el campo eléctrico es
nulo.
El campo eléctrico producido por un anillo únicamente posee una componente
paralela su eje de simetría, ya que las componentes perpendiculares al eje Z (de
simetría) correspondientes a dos elementos de carga diametralmente opuestos
se anulan.
En el caso de la presente práctica experimental, se estudia la intersección de las
superficies equipotenciales con el plano sobre el que se ha hecho el experimento;
por tal razón se habla de “Líneas Equipotenciales”, en vez de superficies. Es
entonces una línea equipotencial la unión de los puntos de igual potencial eléctrico
que se encuentran sobre el plano, del que se habla a continuación.
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ÍNDICE
Introducción……………………………….. 1
Marco Teórico……..….…………………... 3
Práctica De Demostración………..……… 6 Trabajo realizado en el campo
Conclusión………………………………... 11
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Para el siguiente informe se necesitará tener claro los siguientes conceptos:
Campo eléctrico
Es un ente físico que es representado mediante un modelo que describe lainteracción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga
eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza mecánica dada por la
siguiente ecuación:
Líneas de Campo Eléctrico
Son las líneas vectoriales que van en dirección de la variación del campo y quesirven para representar gráficamente un campo eléctrico estático. Las líneas de
campo van de forma perpendicular a la superficie del cuerpo, de manera que sutangente geométrica en un punto coincide con la dirección del campo en ese punto.Esto es una consecuencia directa de la ley de Gauss, es decir encontramos que lamayor variación direccional en el campo se dirige perpendicularmente a la carga.
Campo Eléctrico generado por unas cargas puntuales
Líneas de Campo Eléctrico correspondientes a cargas iguales y opuestas, respectivamente
http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_f%C3%ADsicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_vectorialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_vectorialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_f%C3%ADsicohttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/L%C3%ADneas_de_campo.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b0/Campo_electrico_cargas_puntuales.PNG
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Campo eléctrico uniforme
Un caso particular del campo eléctrico es que este sea uniforme esto indica que laintensidad, la dirección y el sentido van a ser iguales en toda la región ocupada pordicho campo, las líneas de campo serán rectas paralelas (como se muestra en lasiguiente figura) y la diferencia de potencial entre dos puntos A y B dentro de dichocampo será:
− = ·
Un dipolo eléctrico en un campo eléctrico externo uniforme.
Potencial eléctrico y diferencia de potencial:
El potencial eléctrico en un punto es el trabajo necesario que debe realizar unafuerza para mover una carga de prueba Q desde un punto de referencia hasta dichopunto, esto entre dicha carga. Matemáticamente se expresa por:
Las cargas positivas dan lugar a elevaciones de potencial, mientras que las cargasnegativas, a depresiones.La diferencia de potencial hace referencia al trabajo que se debe realizar para moveruna carga Q de un punto A a un punto B, dividido entre dicha carga.Matemáticamente se expresa así:
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Dipolo_en_campo_electrico_uniforme.png
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Lineas equipotenciales
Las lineas equipotenciales son la representación del potencial eléctrico, dichaslineas son intresctadas por las de campo formando angulos rectos. Las líneasequipotenciales no tienen ninguna dirección definida. Una carga de prueba situadasobre una línea equipotencial no tiende a seguirla, sino a avanzar hacia otras demenor potencial. Al contrario que las líneas de campo eléctrico, las líneasequipotenciales son siempre continuas.
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.
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PRÁCTICA DE DEMOSTRACIÓN
‘‘Líneas Equipotenciales En Campo’’
Objetivo de la práctica:
Suministrar electricidad al subsuelo y registrar los datos arrojados por el multímetro
para encontrar las diferencias de líneas equipotenciales en distintos terrenos.
Materiales necesarios:
Electrodos o varillas de cobre
Cinta aislante Cable eléctrico
Pinzas eléctricas
Mazo
Cuaderno de apuntes y pluma
Longimetro
Pala de jardín
Multímetro
Batería de 12 V
Antes de comenzar la práctica se debe reconocer el material y verificar si está enperfecto estado. Para evitar errores en la toma de datos, situación que se nos
presentó ya que una pinza que va a la batería no tenía un cable sujeto el cual
tuvimos que volver a encintar.
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Continuando con la práctica, lo primero que se debe hacer es elegir el lugar donde
se tomara la lectura en esta práctica hicimos 5 toma de datos en 5 diferentes
terreno, la mayoría de estos con baja presencia de humedad.
Después hay que insertar la varillas a una distancia determinada, en nuestro caso
las colocamos a 2 metros una de la otra, ya que esta distancia es equivalente a la
profundidad que va a viajar la energía.
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Una vez fijos los electrodos se continua conectado el circuito de la siguiente
manera:
- Electrodo A a la batería
- Electrodo B a Multímetro
- Multímetro con una terminal libre para conectar y desconectar el circuito
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Una vez que se cierre el circuito tomamos los datos arrojados por el multímetro.
Y para terminar a continuación se muestran los puntos estudiados y los resultados
obtenidos.
Sitio Resultado
obtenido
Tipo de
terreno
Punto1
7.80 seco
Punto
2
4.55 seco
Punto
3
6.10 seco
Punto
4
10.83 Arenas
Punto
5
30.19 Arcillas
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CONCLUSION
El significado físico que tiene el hecho de que las líneas equipotenciales estén
igualmente espaciadas, es que producen la misma diferencia de potencial a una
distancia determinada, esto es debido a que las cargas del dipolo tienen la
misma magnitud.
Después de la realización de estas experiencias y analizando los fenómenos
físicos que causan las líneas de campo eléctrico en una región perturbada por
dos electrodos, obtenidas a partir del trazo de las líneas equipotenciales,
podemos concluir que las líneas equipotenciales y las líneas de campo eléctrico
varían su magnitud y dirección de acuerdo a la forma del cuerpo cargado a la
distribución de su carga, además nos damos cuenta de que el significado físico
que tiene el hecho de que las líneas equipotenciales estén igualmente
espaciadas, es que producen la misma diferencia de potencial a una distancia
determinada, esto es debido a que las cargas del dipolo tienen la mismamagnitud.