Upload
silvana-vizconde
View
14
Download
0
Tags:
Embed Size (px)
Citation preview
1
FÍSICA APLICADA A LAS CIENCIAS DE LA VIDA Y LA SALUD
LABORATORIO N 8: CAMPO ELÉCTRICO
ASIGNATURA : FÍSICA
PROFESOR : HUAYTA JORGE
AÑO DE ESTUDIOS : PRIMERO
SEMESTRE : 2011-II
INTEGRANTES :
CAPCHA QUINTANILLA MAGALI MARGARITA
CHAMBI CHOQUE JOHANNA CAROLINA
PAÚCAR OSCANOA SYLVIA PAULA
VIZCONDE MÉNDEZ SILVANA MERCEDES
LIMA, NOVIEMEBRE DE 2011
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Universidad del Perú, DECANA DE ÁMERICA
FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA
2CAMPO ELÉCTRICO
1. OBJETIVOS
1.1 Dibujar las líneas equipotenciales generadas por los electrodos.
1.2 . Evaluar la diferencia de potencial entre dos puntos.
1.3 . Calcular la intensidad del campo eléctrico.
1.4 . Estudiar las características principales del campo eléctrico.
FÍSICA APLICADA A LAS CIENCIAS DE LA VIDA Y LA SALUD
32. MATERIALES Y EQUIPOS
Cubeta de vidrio
Fuente de voltaje de CD
Voltímetro
Electrodos de cobre
Punta de prueba
Cucharita de sal
Papeles milimetrados 04 conexiones
,
FÍSICA APLICADA A LAS CIENCIAS DE LA VIDA Y LA SALUD
SAL NaCl Electrodos de cobre es una placa de membrana rugosa de metal, un conductor utilizado para hacer contacto con una parte no metálica de un circuito, por ejemplo un semiconductor, un electrolito
Voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico.
4
FÍSICA APLICADA A LAS CIENCIAS DE LA VIDA Y LA SALUD
ba. Es un dispositivo que permite realizar una conexión física entre una fuente de señal o punto de prueba (DUT) y un instrumento de medición electrónico, como por ejemplo un osciloscopio.
Cubeta de vidrio
53. FUNDAMENTO TEÓRICO
Un cuerpo cargado eléctricamente genera alrededor suyo un campo eléctrico.
Para detectar dicho campo E, es necesario colocar una carga de prueba q en el espacio que lo rodea, observando que dicho cuerpo experimenta una fuerza. Esta F es proporcional a la intensidad de campo eléctrico E:
Las líneas de fuerza nos ayudan a visualizar la forma del campo eléctrico.
Dos puntos(A y B) de un campo eléctrico E tienen una diferencia de potencial VAB.
El trabajo realizado WAB para mover una carga de prueba (q+) de un punto a otro, está dada por:
FÍSICA APLICADA A LAS CIENCIAS DE LA VIDA Y LA SALUD
F= Q. E
VAB= VA- VB
WAB = q. VAB
Líneas de campo eléctrico E
6Se puede demostrar que el campo eléctrico E depende de la diferencia de potencial VAB entre dos líneas equipotenciales y la distancia de separación d entre dichas líneas. Por lo tanto:
La diferencia de potencial entre dos puntos A y B en un campo eléctrico es definido como:
FÍSICA APLICADA A LAS CIENCIAS DE LA VIDA Y LA SALUD
E= V A−V B
d
VAB=
W AB
q
74. PROCEDIMIENTO
Colocar los dispositivos tal como se muestran en la figura: No conectar a la tensión de 220V hasta que el profesor haya revisado el circuito.
1. Es necesario disponer de una fuente de alimentación de aproximadamente 6 voltios.2. Cerciorarse que las conexiones estén dispuestas convenientemente de acuerdo a la
figura 9.2.3. Con la ayuda del puntero (electrodo de punta) encontrar los puntos del líquido que
tengan la misma lectura en el voltímetro. Al unir dichos puntos encontraremos una línea equipotencial.
FÍSICA APLICADA A LAS CIENCIAS DE LA VIDA Y LA SALUD
PunteroVoltímetro
Cubeta Papel milimetrado
Buscamos las líneas equipotenciales.
84. En el papel milimetrado trazar el sistema de coordenadas XY, ponerlo debajo de la
cubeta de vidrio y luego dibujar la posición de los electrodos para cada potencial encontrado.
5. Hallar por lo menos cinco líneas equipotenciales.
FÍSICA APLICADA A LAS CIENCIAS DE LA VIDA Y LA SALUD
Colocamos el papel milimetrado debajo de la cubeta.
Líneas equipotenciales.
96. Completar la tabla con los datos numéricos obtenidos. Los datos de posición del
electrodo deben ser claros.
7. Como el campo eléctrico es una magnitud vectorial, analizaremos las distancias y el potencial a lo largo del eje X (es decir, a lo largo del eje que une los centros de los electrodos circular y plano). Asumiendo que ∆ V= E * d
V(v) X(cm) Y(cm) ∆X(cm) ∆Y(cm) E(v/m)5 -14,2 10,4 6,1 1 O,164 -7 4,33 -13,2 -3,8 1,2 0,5 0,416
2,5 -1,3 -51 -12,9 -13,6 5,4 0,5 0,92
0,5 -2,5 -19
Finalmente, promediando y realizando el cálculo de incertidumbres; el campo eléctrico es:
E= 0,498 ± V/m
FÍSICA APLICADA A LAS CIENCIAS DE LA VIDA Y LA SALUD
V= 0,5(voltios)
X (cm) -3,5 -2,5 -0,4 -0,2 2 3,2Y (cm) -15,3 -19 -19,5 -12,9 -13,2 -17,5
V= 1(voltios)
X (cm) -12,9 -3,5 -0,8 0,5 6,2 12,3Y (cm) -13,6 -11,6 -11 -10,2 -11,3 -11,9
V= 2,5(voltios)
X (cm) -13 -10 -4 2 12 15Y (cm) -5 -3 -4,5 -4,5 -3 -5,8
V= 3(voltios)
X (cm) -13,2 -9 -5,2 1,2 7 12
Y (cm) -3,8 -3,5 -2,5 -1,2 -2,3 -1,2V= 4
(voltios)X (cm) -9 -5 -1 2,3 7 11Y (cm) 4,3 4,9 5 5,1 4,6 5,3
V= 5(voltios)
X (cm) -14,2 -8,9 -8,2 0,2 11 14,8Y (cm) 10,4 10,8 8,9 9,5 10,8 11,2
10
5. TAREAS Y CUESTIONARIO
1. ¿Determine la magnitud del campo eléctrico entre las líneas equipotenciales? Es el campo eléctrico uniforme
El Campo Eléctrico Uniforme
Es aquel en el cual el vector intensidad del campo eléctrico tiene el mismo módulo, dirección y sentido en todos sus puntos, en cuyos caso las líneas de campo eléctrico son equidistantes y paralelas.
El campo eléctrico no uniforme
Las líneas de fuerza tienen trayectoria arbitraria. Por lo tanto va a depender de la dirección del campo eléctrico.
FÍSICA APLICADA A LAS CIENCIAS DE LA VIDA Y LA SALUD
E= V A−V B
d
112. ¿Qué son líneas equipotenciales?
Son la representación del potencial eléctrico, dichas líneas son intersecadas por las del campo eléctrico formando ángulos rectos. Las líneas equipotenciales no tienen una dirección definida .Al contrario que las líneas del campo eléctrico, las líneas del campo eléctrico son continuas.
3. Porque las líneas de fuerza no se cruzan.
Las líneas equipotenciales no pueden cortarse (un punto no puede tener dos potenciales distintos al mismo tiempo)
4. ¿Qué diferencias y semejanzas existen entre el campo eléctrico y el campo gravitatorio?
Se dice que existe un campo eléctrico en una región del espacio si una carga eléctrica colocada en un punto de esa región experimenta una fuerza eléctrica.
Se dice que existe un campo gravitatorio en una región del espacio si una masa colocada en un punto de esa región experimenta una fuerza gravitatoria.
Analogías entre el campo eléctrico y el campo gravitatorio.
Entre campo eléctrico y campo gravitatorio se pueden establecer las siguientes analogías:
Ambos campos son centrales, ya que están dirigidos hacia el punto donde se encuentra la masa o la carga que los crea.
Son conservativos porque la fuerza central solamente depende de la distancia.
La fuerza central que define ambos campos es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
Diferencias entre el campo gravitatorio y el campo eléctrico
Aunque existen analogías entre ambos campos, también existen diferencias que conviene poner de manifiesto:
1.- El campo gravitatorio es universal; existe para todos los cuerpos. El campo eléctrico sólo existe cuando los cuerpos están cargados de electricidad.
FÍSICA APLICADA A LAS CIENCIAS DE LA VIDA Y LA SALUD
122.- El campo gravitatorio es siempre de atracción, mientras que el campo eléctrico puede ser de atracción (cargas de diferente signo) o de repulsión (cargas de igual signo).
3.- La constante eléctrica K viene a ser (10exp20) veces mayor que la constante gravitatoria G. Lo que indica que el campo gravitatorio es muy débil comparado con el campo eléctrico.
4.- Una masa, siempre crea un campo gravitatorio. Una carga eléctrica en movimiento además del campo eléctrico crea también un campo magnético.
5. ¿Qué aplicaciones tiene el campo eléctrico en tu especialidad?
Los campos eléctricos, también llamados campos electromagnéticos pueden usarse para multitud de aplicaciones, desde los Rayos x, pasando por los TAC y acabando en los detectores de metales para encontrar objetos metálicos antiguos bajo tierra, o cañerías de todo tipo, cables, etc.
En electrónica, diseño de condensadores, resistencias, aparatos para control automático, interruptores, etc.
Aplicaciones médicas. Las aplicaciones de los campos electromagnéticos con fines médicos tienen ya una larga tradición. Sin embargo, desde un punto de vista científico, las debemos considerar como un área todavía en desarrollo. Se han aplicado campos magnéticos para arreglar arterias, sacar tumores y para sanar aneurismas sin cirugía. También se estudia la influencia de los campos magnéticos en las funciones vitales del cuerpo humano. Para su uso en terapia es preciso utilizar campos de una intensidad mucho mayor que la que limitan las normas de seguridad para la radiación.
FÍSICA APLICADA A LAS CIENCIAS DE LA VIDA Y LA SALUD
13
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones:
- El campo eléctrico E depende de la diferencia de potencial VAB entre dos líneas equipotenciales y la distancia de separación d entre dichas líneas.
- Se obtuvo un campo eléctrico de 0,498 V/m.
Recomendaciones:
- Diferenciar entre las líneas del campo eléctrico y las líneas equipotenciales.
- Calcular las diferentes líneas equipotenciales en un papel milimetrado a través del
voltímetro, midiendo correctamente.
FÍSICA APLICADA A LAS CIENCIAS DE LA VIDA Y LA SALUD