Lineas de campo

Marco teórico

En esta práctica, es necesario entender algunos de los conceptos básicos  que se aplicaron tales como:

Campo eléctrico: en física, es un ente físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción 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  F dada por la siguiente ecuación:

F=q*E

Líneas de campo: El concepto de líneas de campo  fue dado a conocer por Michael Faraday (1791 – 1867) para ayudar a visualizar los campos eléctricos (y magnéticos). Una línea de campo es una línea imaginaria trazada de forma que su dirección en cualquier punto, es decir la dirección de su tangente, es igual a la del campo en ese mismo punto.

Como generalmente la dirección de un campo varía de un punto a otro, las líneas de campo normalmente son curvas. Faraday denomino a estas líneas “líneas de fuerza”, pero es preferible el término de “líneas de campo”.

(a)                                 (b)

                               Figura 1. Lineas de campo

En los diagramas (a) y (b) la dirección del campo resultante en cada punto es la de la tangente a la línea del campo que pasa por el punto; las puntas de flecha de las líneas de campo indican en qué dirección se ha de dibujar la tangente.

En el espacio que rodea a una carga no nace ni termina ninguna línea de campo, cada línea de campo de un campo electrostático es una línea continua que empieza en una carga positiva y acaba en una carga negativa. Aunque a veces por conveniencia se habla de una carga aislada, eso significa solamente que las cargas en que terminan las líneas se encuentran a gran distancia de la carga considerada.

En cualquier punto, el campo resultante solo puede tener una dirección. Por consiguiente, por cada punto sólo puede pasar una línea de campo. En otras palabras, las líneas de campo nunca se cruzan; si se dibujara una línea en cada punto de un campo eléctrico, todo el espacio y la superficie completa del diagrama estarían llenos de líneas y no se podría distinguir ninguna línea individual, limitando convenientemente el número de líneas dibujadas para representar un campo, éstas pueden utilizarse para indicar la magnitud de un campo y su dirección.

Introducción

Las configuraciones en un campo eléctrico se deben a las distribuciones de la carga. Todo objeto que se encuentre cargado eléctricamente, genera un campo eléctrico alrededor de él. En este trabajo se desarrollara la idea de campo eléctrico y líneas de campo, teniendo en cuenta sus características de trayectoria tangente a la dirección del campo, la intensidad del campo y su magnitud.

Resumen

Este informe nos ayudara a comprender y entender de una manera más clara el comportamiento y las características de las líneas de campo  de una forma gráfica , siguiendo el objetivo principal de este informe verificaremos y comprobaremos de forma experimental en el laboratorio de física eléctrica la teoría estudiada para las líneas de campo con la ayuda de diferentes dispositivos suministrados en el laboratorio que son previamente seleccionados y que son especialmente para llevar a cabo dicha práctica, con estos materiales se obtuvieron una serie de hipótesis y de observaciones gráficas  para los diferentes tipos de ensayos realizados, las cuales fueron las circunferencias, las barras paralelas  y por ultimo dos alambres en forma de < (mayor) >(menor) mirando uno hacia el otro y suministrándole las debidas cargas.

Abstract

This report will help us to understand more clearly the behavior and characteristics of the field lines of a graph, following the main objective of this report and check to check experimentally the physics lab studied electrical theory to the field lines with the help of different devices supplied in the laboratory that are pre-selected and are especially to carry out this practice with these materials a number of assumptions and graphic observations for different types of tests performed were obtained , which were the circles, parallel and finally two wires shaped bars <(high)> (less) facing each other and will supply the loads due.

                                                                          Objetivos

- Verificar experimentalmente las hipótesis sobre la forma en que se presentan las lineas de campo en las distintas superficies.

-Evidenciar las condiciones en las que se pueden presentar un mayor numero de lineas de campo.


-Analizar como la forma de la superficie interfiere en la cantidad y forma de las lineas de campo.

Montaje experimental

                        Imagen 1. Montaje experimental

Materiales:

                                            Imagen 2. Materiales

1. Fuente de alto voltaje 
2. Recipiente 
3. Aceite de cocina
4. Fécula de maíz
5. Electrodos de diferente simetría 

Procedimiento:

1. Al recipiente vació  agregue la cantidad necesaria de aceite para que recubra la superficie del área interna del mismo.
2. Posicione los electrodos de a cuerdo al caso de estudio cada uno con su respectiva  corriente. Nota: en los resultados y análisis de resultados del estudio indicaran cada uno de los casos 
3. Para ver de manera significativa las lineas de los campos eléctricos gradué el voltaje y agregue una buena cantidad de fécula de maíz.

Resultados y análisis de resultados

Caso 1

                               Figura 2. Caso 1

Hipótesis : todas las lineas de campo son paralelas entre si y convergen en el punto perpendicular mas cercano localizado en el circulo interior con el sentido de positivo hacia negativo como lo muestra la figura 3.

                                Figura 3 hipótesis 1

                              Imagen 3. caso 1

Resultado experimental: Las lineas de campo se mueven como es sentido que habíamos predicho de positivo a negativo es decir de afuera hacia el interior de circulo, pero describen un movimiento de forma  de forma elíptica hacia el interior del circulo. 

Caso 2

                                 Figura 4. Caso 2

Hipótesis:todas las lineas de campo son paralelas horizontalmente y a cada una de ellas corresponde otro punto en el otro electrodo, su sentido es de positivo a negativo como se muestra en la figura 5.

Figura 5. Hipótesis 2

                                                    Imagen 4. caso 2 

Resultado experimental: el sentido de las lineas de campo es como lo habíamos previsto, pero, en el experimento pudimos ver que las lineas de campo tienden hacia las puntas de los electrones, describiendo un movimiento elíptico, en este caso porque la a mayor distancia las lineas van perdiendo la intensidad del campo eléctrico para las lineas que se encuentran en el centro del modelo y debido a eso son atraídas a las puntas del electrodo en este caso cargado negativamente, la única carga que prevalece casi lineal es la que va de centro a centro de los electrodos.

Caso 3

                                    Figura 6. Caso 3

Hipótesis:todas las lineas de campo son paralelas horizontalmente y a cada una de ellas corresponde otro punto en el otro electrodo,su sentido es de positivo a negativo como se muestra en la figura 7.

                                    Figura 7. Hipótesis 3

                                        Imagen 5. caso 3

Resultado experimental: la lineas de campo se comportan como lo habíamos previsto, solo que de forma elíptica pero prácticamente recta con respecto a los electrodos y con sentido positivo a negativo.

Caso 4

                                                     Figura 8. Caso 4

Hipótesis:todas las lineas de campo son paralelas horizontalmente y a cada una de ellas corresponde otro punto en el otro electrodo,su sentido es de positivo a negativo como se muestra en la figura 9.

                            Figura 9. Hipótesis 4

Resultado experimental: las lineas de campo del caso 4 se comportan parecidas al modelo 2, la intensidad del campo eléctrico para las lineas que van en el centro del modelo disminuye, entonces tienden a irse hacia las puntas del electrodo en negativo en este caso.

Conclusiones.

-Después de realizar el montaje y analizar los resultados se pudo observar que el numero de lineas de campo es inversamente proporcional a la distancia es decir a menor distancia va a ser mayor el numero de lineas de campo eléctrico.

-Se pudo evidenciar que independientemente de la forma que tenga la superficie cargada , las lineas de campo siempre van a salir de la positiva hacia la negativa.

-Las lineas de campo por lo general son simétricas, tiene la misma magnitud , forma y dirección.

Infografia

• https://www.google.com.co/search?hl=es&site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1366&bih=667&q=lineas+de+cam%2Cpo&oq=lineas+de+cam%2Cpo&gs_l=img.3...970.3342.0.3517.16.13.0.3.1.0.185.1318.4j8.12.0....0...1ac.1.53.img..4.12.1136.FFNRtSsDcKA#facrc=_&imgdii=_&imgrc=heazguS21CAH8M%253A%3BEecD1eyShUd65M%3Bhttp%253A%252F%252Fupload.wikimedia.org%252Fwikipedia%252Fcommons%252Fb%252Fbe%252FL%2525C3%2525ADneas_de_campo.PNG%3Bhttp%253A%252F%252Fes.wikipedia.org%252Fwiki%252FCampo_el%2525C3%2525A9ctrico%3B745%3B326
•   http://es.slideshare.net/midaarev/fsica-universitaria-vol-2-12a-edicin-sears-zemansky-young-freedman-22553544