246912355-Practica-4-Lab-Electricidad-y-Magnetismo

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Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Estudios Superiores
Plantel Aragón
INGENIERIA ELECTRICA
CLASE “ELECRTRICIDAD Y MAGNETSIMO”
TRABAJO
TEMA: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
GRUPO:8510
NOMBRE DEL PROFESOR: RODOLFO ZARAGOZA BUCHAIN
NOMBRE DEL ALUMNO: CORTES HERNANDEZ RICARDO 
FECHA DE ENTREGA: NOVIEMBRE DEL 2022
Efectos de la fuerza en un campo eléctrico 
Objetivos 
· Medir la fuerza F entre una esfera cargada y una placa metálica puesta a tierra como función de la distancia d entre el centro de la esfera y la placa de metal.
· Medir la fuerza F entre una esfera cargada y una placa metálica puesta a tierra en función de la carga Q en la esfera.
Principios 
Por inducción electrostática (desplazamiento de cargas), una carga Q a una distancia d de la placa metálica puesta a tierra genera un exceso de carga de signo contrario en la superficie de la placa de metal. La carga Q, por lo tanto, actúa por una fuerza de atracción hacia la placa de metal.
Esta fuerza de atracción F es igual a la fuerza de una carga puntual -Q a una distancia 2d que podría ejercer sobre la carga Q, es decir,
 
En el caso de un punto de equilibrio, las líneas del campo eléctrico a partir de Q se encuentran perpendicularmente con la placa de metal porque un componente de campo paralelo a la superficie de la placa las llevaría en un desplazamiento de la distribución de la carga en la placa de metal, que no se producen en un estado de equilibrio.
La misma forma de las líneas de campo se genera por un "espejo" carga -Q puso a la imagen reflejada en un espejo de la punta, donde Q se encuentra con respecto a la placa.
En el experimento, la fuerza entre una esfera y una placa de metal se mide con el objetivo de confirmar las proporciones.
 
En el experimento, sin embargo, la inducción electrostática mutua entre la esfera y la superficie de la placa de metal lleva a un desplazamiento de las cargas que pesan sobre la esfera, que se muestra especialmente a pequeñas distancias d. Este desplazamiento tiene el mismo efecto que una reducción de la distancia d, y que conduce a una mejora de la fuerza F.
Equipo
· 
· Accesorio de descargas electrostáticas de saldo actual 
· Base verticalmente ajustable. 
· Newton metro
· Sensor de fuerza
· Cable multiconductor 6 polos y 1,5 m de largo 
· Varilla de soporte, 47 cm
· Base de soporte, forma de V, 20 cm 
· Multisujetador Leybold
· Varilla de plástico 
· Gamuza
· Cables de conexión
Observaciones preliminares
Llevar a cabo este experimento requiere especial atención debido a que " las corrientes de fuga" a través de la carga los aislantes puede provocar pérdidas considerables y, por lo tanto, errores de medición. Por otra parte, los efectos indeseables de inducción electrostática pueden influir en los resultados.
El experimento debe ser llevado a cabo en un recinto cerrado y seco, para evitar las pérdidas carga debido al alto nivel de humedad. Limpieza de los aisladores de las esferas con agua destilada se recomienda agua destilada porque es el mejor disolvente de sales conductoras de los aisladores. Por otra parte, los aislantes se debe descargar antes de cada experimento de pasar varias veces rápidamente a través de un no-ennegrecimiento llama, por ejemplo, a través de una estufa de gas butano. La varilla de plástico y cuero también deben estar secas y limpias.
Procedimiento
Notas: La medición es susceptible de impacto a través de las interferencias de la vecindad porque las fuerzas que hay que medir son muy pequeños: Evitar vibraciones, el proyecto y las variaciones de temperatura. 
El newton metro debe calentarse por lo menos 30 minutos antes de la experiencia se inicia: el sensor de fuerza están conectados, cambiar el newton metro en el interruptor general de alimentación en la parte posterior del instrumento.
a) La fuerza F como función de la distancia d: 
1. Ponga en cero el pulsador de la compensación del newton metro.
2. Cargue la varilla de plástico frotándola con la gamuza.
3. Efectuar la carga de la esfera (a) tocándola con la varilla de plástico.
4. Lea la fuerza F y regístrela junto con la distancia d.
5. Aumente la distancia d con el tornillo de ajuste de la altura en intervalos de 2,5 mm hasta d = 45 mm. En cada caso, lea la fuerza del newton metro y regístrela, junto con la distancia. 
b) La fuerza F como una función de la carga Q: - Establecer la distancia d a 35 milímetros.
1. Realice la compensación de cero en el newton metro.
2. Recargue la varilla de plástico frotándola con la gamuza, y cargue la esfera (a) tocándola con la varilla de plástico.
3. Lea la fuerza del newton metro y regístrela como F (Q).
4. Reduzca la carga tocando la esfera (a) con la esfera (e), que tiene el mismo tamaño.
5. Lea la fuerza una vez más y regístrela como F (Q/ 2).
6. Calcule la relación de las dos fuerzas.
7. Descargue las dos esferas en el condensador, y repita el experimento varias veces.
Mediciones
a) Medición de la fuerza F en función de la carga Q:
Tabla 1: La fuerza F como función de la distancia d 
	
	
	30
	-5.9
	32.5
	-4.3
	35
	-3.1
	37.5
	-2.4
	40
	-1.9
	42.5
	-1.6
	45
	-1.3
d/mm
F/mN
b) Medición de la fuerza F en función de la carga Q:
Tabla 2: La fuerza F medida con la carga total Q y con la mitad de la carga (d = 35 mm)
	n
	
	
	
	1
	-3.2
	-0.9
	0.28
	2
	-5.0
	-1.2
	0.24
	3
	-3.4
	-0.8
	0.24
	4
	-4.0
	-1.2
	0.30
	5
	-3.0
	-0.7
	0.23
	6
	-3.6
	-0.9
	0.25
	7
	-4.6
	-1.1
	0.24
	8
	-3.7
	-1.0
	0.27
	9
	-3.9
	-0.9
	0.23
	10
	-4.2
	-1.0
	0.24
F1/2/mN1/2
d/mm
Evaluación: 
a) La fuerza F como función de la distancia d:
En la figura 3, los valores de la Tabla 1 se representan gráficamente. La fuerza de atracción F entre la esfera y la puesta a tierra placa de metal (se convierte en forma no lineal) cuando la distancia d es mayor. 
La figura 4 muestra los valores de medición en la linealización forma = f (d). 
Los valores de medición se encuentran en buena aproximación en una línea recta, que, sin embargo, no pasar por el origen, pero se cruza con el eje x en d0 = 17 mm Por lo tanto, la proporcionalidad.
 
Este efecto corresponde a un cambio en la distancia, lo que se remonta a una carga desplazamiento en la esfera hacia la placa de metal debido a inducción electrostática. 
b) Medición de la fuerza F como una función de la carga Q:
De acuerdo con Eq. (III), la fuerza se reduce en un factor de cuatro tras la carga Q se ha reducido a la mitad, es decir, se espera que
 (IV).
El valor medio de los resultados en la Tabla 2 es = 0,252 y la desviación estándar es = 0,008. Por lo tanto, (IV) se confirma.
Resultados
Surge una fuerza de atracción entre una carga y una placa metálica puesta a tierra debido a inducción electrostática. Esta fuerza es igual a la fuerza ejercida por un espejo.