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ESTUDIO DE SUPERFICIES
EQUIPOTENCIALES Y SU RELACION CON
EL CAMPO ELE CTRICO
Eliana Yurany Molina Sepúlveda - Ingeniería Industrial.
Erika Fernanda Cordero Velandia - Ingeniería Industrial.
Jhefferson Arley Delgado Castro - Ingeniería Electrónica.
María Paula Valderrama Manrique - Ingeniería Industrial.
Yelkis Carolina Carvajal Calderón - Ingeniería Civil.
“La física es la única profesión en la cual la predicción no es solo precisa, sino una rutina”
Neil de Grasse Tyson
RESUMEN
En esta práctica de laboratorio se buscó generar líneas equipotenciales para medir el campo eléctrico,
teniendo en cuenta la hoja de trabajo, los materiales utilizados fueron el multímetro, hojas conductoras,
fuente de voltaje DC, y cables de conexión. En un campo eléctrico, las superficies equipotenciales siempre
son perpendiculares a las líneas de campo eléctrico. La razón de esto es que el trabajo realizado al mover
una carga a lo largo de una línea de campo eléctrico es máximo, mientras que, a lo largo de una superficie
equipotencial, el trabajo es nulo (electricity-magnetism. Org, 2023). El objetivo de este informe es
evidenciar y estudiar experimentalmente el potencial, el campo eléctrico y sus líneas de campo, líneas
equipotenciales y distribución de cargas.
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Reporte de investigación del subgrupo E1, grupo B2, presentado al profesor ALFREDO BLANCO SERRANO en la
asignatura de Laboratorio Física II. Fecha: 11- 03 - 2024
INTRODUCCIÓN
El potencial eléctrico en un punto del espacio es una magnitud escalar que nos permite obtener una
medida del campo eléctrico en dicho punto a través de la energía potencial electrostática que adquiriría
una carga si la situásemos en ese punto. Aquellos puntos contiguos donde el valor del potencial eléctrico
es el mismo, reciben el nombre de superficie equipotencial. Cada punto de una superficie equipotencial se
caracteriza por qué: El campo eléctrico es perpendicular a la superficie en dicho punto y se dirige hacia
valores decrecientes de potencial eléctrico. Cada punto solo puede pertenecer a una superficie
equipotencial, ya que el potencial eléctrico es un único valor en cada punto. (Fisicalab, 2023). El objetivo
principal de este informe es presentar los resultados obtenidos a través de diversas mediciones y cálculos,
así como analizar y comprender los conceptos teóricos relacionados con las superficies equipotenciales y
el campo eléctrico. Para ello, se llevó a cabo una serie de experimentos utilizando diferentes
configuraciones de elementos eléctricos y se registraron los datos correspondientes. En este informe, se
presentarán los procedimientos experimentales detallados, los resultados obtenidos, las gráficas
generadas y las conclusiones alcanzadas. Además, se incluirán las fuentes bibliográficas consultadas.
METODOLOGÍA
Los materiales empleados para el desarrollo de la práctica fueron:
- Multímetro
- Hojas conductoras
- Fuente de voltaje DC
- Cables de conexión
Se inició realizando el montaje, luego se dispuso a realizar la toma de datos, para ello se utilizó la punta
móvil del multímetro. Se buscó un punto de referencia y se anotó su voltaje; luego se necesitaba encontrar
un conjunto de puntos con el mismo voltaje y para ello se movió la punta del multímetro en la hoja
conductora, cada que se encontraba dicho potencial se iban anotando las coordenadas (x, y) en la hoja de
datos, se tomaron alrededor de 6 coordenadas por voltaje haciendo 8 tomas por cada configuración, esto
se repitió para 3 configuraciones distintas de electrodos.
TRATAMIENTO DE DATOS.
Tabla 1. Tabla de datos.
Fuente: Autores del informe.
Figura 1. Cargas y campos de electrodos paralelos.
Fuente: Autores del informe.
Figura 2. Líneas equipotenciales electrodos paralelos.
Fuente: Autores del informe.
Figura 3. Cargas y Campos de un electrodo circular y uno lineal.
Fuente: Autores del informe.
Figura 4. Líneas equipotenciales de un electrodo circular y uno lineal.
Fuente: Autores del informe.
Figura 5. Cargas y Campos de dos electrodos circulares.
PREGUNTAS ADICIONALES
1. ¿Cómo varía el potencial sobre la superficie de un electrodo?
El potencial sobre la superficie de un electrodo puede variar debido a la corriente eléctrica, la
concentración de iones en la solución y la presencia de agentes oxidantes o reductores en el medio.
2. ¿En la práctica para qué es útil conocer las líneas equipotenciales?
Las líneas equipotenciales nos permiten crear una representación del comportamiento del campo eléctrico
y así visualizar la conducta de las cargas de una manera más cualitativa.
3. ¿Qué ocurre si se cambia la polaridad de los electrodos, cambian de forma las líneas equipotenciales?
Si, cambia el sentido del campo eléctrico.
4. ¿De qué depende la distribución de las líneas de campo eléctrico y las superficies equipotenciales?
La distribución de las líneas de campo eléctrico y las superficies equipotenciales depende de la
distribución de las cargas eléctricas en el espacio. Las líneas de campo eléctrico se dirigen siempre desde
cargas positivas hacia cargas negativas, y la densidad de líneas de campo es mayor en regiones donde la
carga es mayor.
ANÁLISIS DE RESULTADOS.
En esta sección se expondrán los resultados obtenidos en la práctica de laboratorio. En la tabla 1 se
encuentran los datos tomados en la práctica de laboratorio, las figuras 2, 4 y 6 muestran gráficamente los
datos obtenidos, mientras que las figuras 1, 3 y 5 muestran el campo eléctrico real que cada electrodo
debía tomar. Se debe tener en cuenta que en la práctica no hubo precisión, ya que las líneas del campo
eléctrico, en cada punto, no se comportan de la manera que debe ser: perpendiculares a las superficies
equipotenciales y con dirección hacia donde el potencial disminuye, esto es debido a distintos factores a
la hora de realizar el experimento, como la superficie que no era lo suficientemente rígida, por otro lado,
el sondeo hacia los puntos no se dio de la manera correcta ya que el papel conductivo no estaba en las
mejores condiciones para realizarlo.
En la práctica también se observó que se pueden construir variadas geometrías, como óvalos círculos y
líneas, esto depende de las distancias y posiciones de las cargas. En conclusión, esta geometría es afectada
por el campo eléctrico y las superficies equipotenciales.
CONCLUSIONES
- El experimento demostró que las superficies equipotenciales son perpendiculares a las líneas de campo
eléctrico. Esto indica que en una región donde el campo eléctrico es uniforme, las superficies
equipotenciales son paralelas entre sí.
- Se observó que las líneas de campo eléctrico son más densas en las regiones donde el campo eléctrico
es más intenso. Esto sugiere que las líneas de campo eléctrico son un indicador visual de la magnitud y
dirección del campo en una determinada región.
- Al trazar las superficies equipotenciales, se encontró que su forma y distribución dependen de la
configuración de las cargas eléctricas presentes en el sistema. En el caso de una carga puntual, las
superficies equipotenciales son esféricas y concéntricas alrededor de la carga.
- Además, se comprobó que el trabajo realizado para mover una carga de un punto a otro a lo largo de
una superficie equipotencial es nulo. Esto se debe a que la diferencia de potencial entre dos puntos en una
superficie equipotencial es cero, lo que implica que no se realiza trabajo para mover una carga a lo largo
de esa superficie.
REFERENCIAS
Calculadora Gráfica. (s/f). Geogebra.org. Recuperado de
https://www.geogebra.org/graphing?lang=es
Charges and Fields 1.0.60. (s/f). Colorado.edu. Recuperado de
https://phet.colorado.edu/sims/html/charges-and-fields/latest/charges-and-
fields_all.html?locale=es
Por, M. (2023, junio 11). ¿Qué son las superficies equipotenciales? Electricity -
Magnetism. https://www.electricity-magnetism.org/es/que-son-las-superficies-
equipotenciales/
