PRACTICA 2 Duncan Eliam Salgado Carrillo - Salgado Carrillo Duncan Eliam

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Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Culhuacán
Unidad de aprendizaje: Electricidad y magnetismo
Objetivo
Observar e identificar la relación de proporcionalidad, que existe entre la carga eléctrica, el campo eléctrico, el potencial eléctrico y con la distancia en diferentes arreglos. A través del manejo del laboratorio virtual (simulador)
Introducción
Pondremos a prueba 5 situaciones en el simulador de Colorado y compararemos resultados tanto experimentales como teóricos, cada dato obtenido será anexado a una tabla de valores para facilitar su manejo.
Consideraciones Teóricas
El potencial eléctrico o también trabajo eléctrico en un punto, es el trabajo para realizar por unidad de carga para mover dicha carga dentro de un campo electrostático desde el punto de referencia hasta el punto considerado,1 ignorando el componente irrotacional del campo eléctrico. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga positiva unitaria q desde el punto de referencia hasta el punto considerado, en contra de la fuerza eléctrica y a velocidad constante. Aritméticamente se expresa como el cociente:
𝑉𝑉 =
𝑊𝑊
𝑞𝑞
Si se considera que las cargas están fuera de dicho campo, la carga no cuenta con energía y el potencial eléctrico equivale al trabajo necesario para llevar la carga desde el exterior del campo hasta el punto considerado. La unidad del Sistema Internacional es el voltio (V).
Esfera conductora cargada
Sea Q la carga total almacenada en la esfera conductora. Por tratarse de un material conductor las cargas están situadas en la superficie de la esfera siendo neutro su interior.
Potencial en el exterior de la corteza: El potencial en el exterior de la corteza es equivalente al creado por una carga puntual de carga Q en el centro de la esfera.
𝑉𝑉 =
𝐾𝐾𝑞𝑞
𝑟𝑟
Material
· Simulador de la Universidad de Colorado.
 (
Valores
 
Y
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
)Desarrollo
Primera situación q=2nC(+)
	Distancia “x” (m)
	Distancia promedio X” (m)
	Campo eléctrico N/C o V/m
	Potencial eléctrico experimental (v)
	Potencial eléctrico teórico (v)
	0.502
	
	
	33.9
	35.8
	1.003
	0.7525
	32.534
	17.6
	17.9
	1.505
	1.254
	11.752
	11.7
	11.9
	2.006
	1.7555
	5.588
	8.9
	8.9
	2.507
	2.2565
	3.592
	7.1
	7.1
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
 (
Valores
 
Y
0
3
-
10
-
20
-
30
-
40
-
50
-
60
)Segunda situación q=3nC(-)
	Distancia “x” (m)
	Distancia promedio X” (m)
	Campo eléctrico N/C o V/m
	Potencial eléctrico experimental (v)
	Potencial eléctrico teórico (v)
	0.5
	
	
	-53.2
	-54
	1
	0.75
	160.4
	-27
	-27
	1.5
	1.25
	90
	-18
	-18
	2
	1.75
	62.8
	-13.4
	13.5
	2.5
	2.25
	48.5
	-10.8
	-10.8
	0	0.
	5	1
	1.
	5
	2	2.
	5
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
 (
Valores
 
Y
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
)Tercera Situación: un dipolo de q=4nC(+) y q=4nC(-)
	Distancia “x” (m)
	Distancia promedio X” (m)
	Campo eléctrico N/C o V/m
	Potencial eléctrico experimental (v)
	Potencial eléctrico teórico (v)
	0.5
	
	
	37.9/-37.9
	0
	1
	0.75
	51.2/-
51.2
	12.3/-12.3
	0
	1.5
	1.25
	11.8/-
11.8
	6.4/-6.4
	0
	2
	1.75
	5.2/-5.2
	3.8/-3.8
	0
	2.5
	2.25
	2.6/-2.6
	2.5/-2.5
	0
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
 (
Distancia 
“x” (m)
Distancia promedio 
X” (m)
Campo eléctrico 
N/C o 
V/m
Potencial eléctrico experimental 
(v)
Potencial eléctrico teórico 
(v)
0.5
90/-72=18
18
1
0.75
58.4/-
38.4
45/-
36=9
9
1.5
1.25
17.6/-
7.6
30
 
/-
24=6
6
2
1.75
7.6/-
2.78
22.5/-18=4.5
4.5
2.5
2.25
4.2/-
1
18/-14.4=3.6
3.6
Valores
 
Y
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
)Cuarta situación: q=5nC(+) y otra de q=4nC(-)
20
0
 (
Distancia 
“x” (m)
Distancia promedio 
X” (m)
Campo eléctrico 
N/C o 
V/m
Potencial eléctrico experimental 
(v)
Potencial eléctrico teórico 
(v)
0.5
90
90
1
0.75
90
45
45
1.5
1.25
30
30
30
2
1.75
14
23
22.5
2.5
2.25
28
18
18
Valores
 
Y
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
)Quinta situación barra de 5 cargas q=5nC(+)
100
0
Evidencias
Conclusiones
El simulador es muy bueno y practico ayuda mucho ya que los erros son nulos algunas ocasiones como se puede apreciar.
Bibliografía
1.- ¿Cómo utilizar la simulación interactiva de Phet, de la universidad de colorado para cargas y campos? https://www.youtube.com/watch?v=NZ3IfsqHQtY&ab_channel=LAPROFED EF%C3%8DSICA
2.- Potencial eléctrico. https://www.youtube.com/watch?v=YAgiHJzZ27I&t=93s&ab_channel=Khan AcademyEspa%C3%B1ol
3.- Energía potencial eléctrica y Energía Cinética. https://www.youtube.com/watch?v=MNizvnfDYlg&ab_channel=KhanAcadem yEspa%C3%B1ol
4.- manejo de datos del campo eléctrico y el potencial eléctrico del Laboratorio virtual. https://www.youtube.com/watch?v=MNuSYkzdAmQ&ab_channel=LuisMijan gos
5.- Potencial eléctrico https://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctrico
6.- Fisica campo electrico calcular campo y potencial electrico de un dipolo https://www.youtube.com/watch?v=AhZELtuGkF4