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Laboratorio Nº 1: Campo eléctrico y curvas equipotenciales Página 1 
 
Laboratorio de Física II 
 
 
CAMPO ELÉCTRICO Y CURVAS EQUIPOTENCIALES 
 
I. LOGROS 
 
 Graficar las curvas equipotenciales y las líneas de campo eléctrico en el 
plano. 
 
 Calcular la diferencia de potencial entre dos puntos. 
 
II. PRINCIPIOS TEÓRICOS: 
 
Un cuerpo cargado eléctricamente cuya carga es Q, genera en el espacio un 
campo eléctrico. En un punto 𝑃(𝑥, 𝑦, 𝑧), se define el campo eléctrico �⃗� como la 
fuerza eléctrica 𝐹 por unidad de carga que experimenta una carga de prueba 𝑞 en 
dicho punto: 
 
�⃗� =
𝐹 
𝑞
 (1) 
 
Es decir, si la carga eléctrica de prueba 𝑞 está dentro de la región donde existe el 
campo eléctrico, entonces sobre ella actúa una fuerza eléctrica 𝐹 dada por: 
 
𝐹 = 𝑞�⃗� 
 
Para visualizar a un campo eléctrico se usa el concepto de líneas de campo 
eléctrico (líneas de fuerza), las cuales se muestran en la figura 1 (líneas de color 
rojo). Estas son líneas imaginarias continuas, excepto en las singularidades donde 
el campo es nulo, dibujadas a través de una región del espacio cuya tangente en 
cualquier punto tiene la dirección del vector de campo eléctrico �⃗� en ese punto, 
dando el espaciamiento de tales líneas de campo una idea general de la magnitud 
del campo eléctrico 𝐸. En regiones donde 𝐸 es intenso, las líneas de campo se 
encuentran cercanas entre sí y separadas donde 𝐸 es débil. 
Ya que en cualquier punto específico el campo eléctrico tiene dirección única; las 
líneas de campo nunca se cruzan. 
LABORATORIO Nº 1 
 
 
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Laboratorio de Física II 
La diferencia de potencial entre dos puntos en una región de campo eléctrico, se 
define como el trabajo realizado para mover una unidad de carga de un punto a 
otro, siendo este trabajo independiente del recorrido entre los dos puntos. 
 
Consideremos un campo eléctrico �⃗� producido por la carga +𝑄, como se muestra 
en la figura 1, donde la carga de prueba +𝑞 en cualquier punto del campo soporta 
una fuerza eléctrica 𝐹 . Por tal razón, sería necesario realizar un trabajo para 
mover la carga de prueba entre los puntos 𝐴 y 𝐵 a diferentes distancias de la 
carga +𝑄. La diferencia de potencial 𝑉𝐴𝐵 entre los puntos 𝐴 y 𝐵 de un campo 
eléctrico, es igual al trabajo 𝑊𝐵𝐴 que debe efectuar una fuerza externa para 
desplazar lentamente la carga +𝑞 desde 𝐵 hasta 𝐴 en contra de la fuerza eléctrica, 
dividido entre la carga +𝑞. Es decir: 
𝑉𝐴𝐵 = 𝑉𝐴 − 𝑉𝐵 =
𝑊𝐵𝐴
𝑞
 (2) 
 
 
Figura 1. Desplazamiento de una partícula de prueba desde el punto 𝐵 al punto 𝐴. Las líneas de 
campo eléctrico siempre son perpendiculares a las superficies equipotenciales. 
 
Si la carga de prueba +𝑞 (punto 𝐵) es tomado muy lejos de la carga fuente +𝑄, 
la fuerza eléctrica que actúa sobre la carga de prueba en el punto 𝐵 prácticamente 
es cero, siendo 𝑉𝐵 también cero. La diferencia de potencial entre 𝐴 y un punto a 
una distancia infinitamente grande, representa el trabajo por unidad de carga que 
se requiere para traer una carga desde el infinito al punto considerado. 
 
Combinando escalarmente la ecuación (1) y la ecuación (2) podemos obtener la 
relación entre el campo eléctrico y la diferencia de potencial: 
 
 
 
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𝐸 =
𝑉𝐴𝐵
𝑑
=
𝑉𝐴−𝑉𝐵
𝑑
 (3) 
 
Donde 𝑑 es la distancia entre los dos puntos cuya diferencia de potencial es 𝑉𝐴𝐵. 
 
El potencial en diferentes puntos del campo eléctrico se puede representar 
gráficamente mediante superficies equipotenciales, como se muestra en la figura 
1 (líneas de color verde). Una superficie equipotencial es cualquier superficie 
formada por una distribución continua de puntos con el mismo potencial. Ya que 
ningún punto puede estar en dos potenciales diferentes, las superficies 
equipotenciales para distintos potenciales nunca se cruzan. Además, las 
superficies equipotenciales siempre deben ser perpendiculares a las líneas de 
campo eléctrico que pasan a través de ellas. 
 
La figura 2, muestra las líneas de campo eléctrico (color rojo) y las superficies 
equipotenciales (color verde) para la configuración de un dipolo eléctrico (dos 
cargas puntuales de signos opuestos). 
 
 
Figura 2. Líneas de campo eléctrico y superficies equipotenciales para un dipolo eléctrico. La 
tangente a la línea de campo indica la dirección y el sentido del campo eléctrico. 
 
Al no ser posible observar el campo eléctrico directamente, en el presente 
experimento hallaremos primero distintos puntos a un mismo potencial para 
graficar las curvas equipotenciales, y luego trazaremos líneas perpendiculares a 
éstas, las cuales representarán las líneas de campo eléctrico. 
 
 
 
 
 
 
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III. PARTE EXPERIMENTAL 
 
a) Materiales y equipos: 
 
• Una (01) fuente de poder regulable de 0 a 12 V 
• Un (01) voltímetro digital (multímetro Sanwa) 
• Una (01) cubeta de vidrio 
• Una (01) punta de prueba 
• Dos (02) cables conductores rojos 
• Dos (02) cables conductores negros 
• Dos (02) electrodos de cobre (uno plano y uno curvo) 
• Dos (02) papeles milimetrados 
• Agua destilada 
 
b) Procedimientos: 
 
1. Trace un sistema de coordenadas 𝑋𝑌 en cada papel milimetrado, 
ubicando el origen en la parte central. 
 
2. Dibuje el contorno de cada electrodo en los extremos del eje de mayor 
longitud en ambos papeles milimetrados y en las mismas posiciones. 
Luego sitúe uno de ellos debajo de la cubeta de vidrio, haciendo 
coincidir el origen de coordenadas con el centro de la cubeta. 
 
3. Ubique los electrodos dentro de la cubeta de vidrio en las posiciones 
según indica el papel milimetrado. 
 
4. Conecte el multímetro digital a la fuente de poder y regúlela hasta 
obtener una lectura de 8 V. Luego apague la fuente. 
 
5. Vierta el agua sobre la cubeta hasta una altura de 1 cm aproximadamente 
y realice el montaje experimental como se muestra en la figura 3.a. El 
voltímetro digital mostrará la diferencia de potencial entre un punto 
donde se encuentre la punta de prueba y el electrodo el cual está 
conectado en otro terminal del mismo. 
 
6. Encienda la fuente de poder y ubique la punta de prueba dentro de la 
cubeta sobre algún punto cerca a uno de los electrodos y observe la 
diferencia de potencial 𝑉1 que marca el multímetro. Marque este punto 
en el papel milimetrado auxiliar. 
 
 
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7. Desplace la punta de prueba hasta encontrar 6 puntos adicionales donde 
el voltímetro indique la misma diferencia de potencial 𝑉1, indicando 
dichos puntos y su valor 𝑉1 en el papel milimetrado auxiliar, como se 
muestra en la figura 3.b. 
 
8. Traslade aproximadamente 2 cm la punta de prueba hacia el otro 
electrodo, y repita los procedimientos 5 y 6, para puntos con diferencia 
de potencial 𝑉2, 𝑉3, 𝑉4, 𝑉5 y 𝑉6. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3. (a) Sistema experimental para la determinación de las superficies equipotenciales.(b) 
Puntos con la misma diferencia de potencial 𝑉1. 
 
c) Actividades: 
 
En el papel milimetrado: 
 
1. Grafique seis (06) curvas equipotenciales, uniendo los puntos marcados a 
igual diferencia potencial. 
 
2. Grafique cinco (05) líneas de campo para el sistema de electrodos usados, 
teniendo en cuenta que éstas líneas y las equipotenciales son siempre 
perpendiculares entre sí. 
 
3. Indique la dirección y sentido del campo eléctrico en cinco (05) puntos 
arbitrarios. 
 
_ 
+ - 
(a) (b) 
 
 
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IV. REFERENCIAS 
- Raymond A. Serway, John W. Jewett Jr. Física para ciencias e ingeniería con 
Física Moderna. Volumen 2. Séptima edición. 
- Sears, Zemansky. Física universitaria con Física Moderna. Volumen 2. 
Decimosegunda edición.