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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE SAN LUIS POTOSÍ “Ciencia, Tecnología y Cultura al Servicio del Ser Humano”
Laboratorio de Ciencias, ‘Física II’ F-PR-LB-CS-8.1-01-01 Versión 0
NOMBRE DE LOS INTEGRANTES: MATRICULA:
Edgar Perez Macareno 181314
EQUIPO: Elegir equipo LABORATORIO: LC FECHA: Elegir Fecha HORARIO: Elija Horario
LABORATORIO DE FISICA II
PRÁCTICA No. 4
POTENCIAL ELÉCTRICO Y LINEAS EQUIPOTENIALES - SIMULADOR
OBJETIVO ESPECÍFICO.
Comprender la relación entre el campo eléctrico y el potencial eléctrico, así como las líneas equipotenciales a través del uso de simulación.
INTRODUCCIÓN.
La ley de Coulomb nos permite calcular fuerzas entre cargas estáticas. A continuación exploramos qué ocurre si las cargas se mueven, encontramos qué significa hacer trabajo en un campo eléctrico y desarrollamos definiciones formales sobre algunos conceptos nuevos: energía potencial eléctrica potencial eléctrico (también conocido como voltaje)
MARCO TEÓRICO.
Trabajo y energía potencial Una fuerza es cualquier interacción que cambia el movimiento de un objeto. Un empujón o un
jalón. 𝐹 = 𝑚𝑎
La definición general de trabajo es "fuerza que actúa durante una distancia", 𝑊 = 𝐹 ⋅ 𝑑. En términos del campo eléctrico, 𝑊 = 𝑞 ⋅ 𝐸𝑑. La energía es "la capacidad para hacer trabajo". Cuando un objeto tiene energía, tiene la capacidad de realizar trabajo. Cuando una fuerza hace un trabajo sobre un objeto, este puede almacenar energía potencial.
El campo
Un campo es una región del espacio donde observamos fuerzas. La gravedad, la electricidad el magnetismo generan campos. Un campo es conservativo si un objeto que viaja en una trayectoria cerrada (un viaje redondo) no hace trabajo neto en contra de la fuerza asociada al campo. El campo gravitacional es conservativo. Cuando levantas un libro, haces trabajo sobre el libro. Si lo devuelves suavemente a su posición original, el libro hace trabajo sobre ti. La cantidad neta de trabajo es cero.
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Laboratorio de Ciencias, ‘Física II’ F-PR-LB-CS-8.1-01-01 Versión 0
La energía potencial eléctrica se parece a la energía potencial gravitacional. El comportamiento de las cargas en un campo eléctrico se parece al comportamiento de las masa en un campo gravitacional.
Habiendo dicho lo anterior tenemos que el potencial eléctrico de una carga debido a una carga de prueba,
𝑞𝑞 0 4𝜋𝜖 0
1 𝑟 = 𝑘^
𝑞𝑞 0 𝑟 =
𝑈𝑟 representa la energía potencial eléctrica almacenada en la carga 𝑞 cuando está a una distancia 𝑟 de 𝑞 0. Podemos escribir el cambio en la energía de ir de 𝐴 a 𝐵 como.
𝐷𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎𝐴𝐵 = 𝑈𝐵 − 𝑈𝐴
La energía potencial es una cantidad escalar, por lo que el campo de energía potencial es un campo escalar. Tiene una magnitud en todos los puntos del espacio, pero no tiene dirección.
Calculo de voltaje para una carga puntual.
PREGUNTAS DE INDAGACIÓN.
¿Cuáles son las unidades de voltaje? Voltio
¿Cómo se la llama también a la diferencia de potencial eléctrico? Voltaje
¿Qué son las líneas equipotenciales? es el lugar geométrico de los puntos de un campo escalar en los cuales el "potencial de campo" o valor numérico de la función que representa el campo, es constante.
¿Qué ángulo forman las líneas equipotenciales con el campo Eléctrico? 90 grados
BIBLIOGRAFÍA.
Kip, A. H. (1972), Fundamentos de electricidad y magnetismo (McGraw-Hill)
McAllister W. (S.F.) Khan Academy. https://es.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee- electrostatics/ee-electric-force-and-electric-field/a/ee-electric-field
I. HIPOTESIS
Se cree que será menor el potencial electrico
II. JUSTIFICACION
Porque entre mas se aleje menos potencial eléctrico tiene
III. DESARROLLO
Problema 1.
- Estime el valor del potencial eléctrico. V= (KQ)/r V= ((8.99x109 Nm2/c2)(2.99x10-9 c)) / (1.249m) V= 14.39 V*
Problema 2. 𝑈𝐴 = 𝑘 𝑞/𝑟 = 𝑘( 1 𝑛𝐶/𝑟) = (9𝑥 109 𝑁𝑚 2 𝐶 ⁄ 2)(1𝑥10−9 𝐶)/4.019 𝑚 = 2.239 v
B)
