UNIVERSIDAD POLITECNICA DE PUEBLA

COMPENDIO DE PRACRICAS DE LEY DE COULOMB

MATERIA : ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

PROFESOR: DR. OMAR MOLINA DE LOS ANGELES

ALUMNOS

GREGORIO LOZADA BRIANMORALES LOPEZ WILLIAM

MORA BRAVO LUIS ANTONIOPERES PEREZ JOSE DE JESUS

GRUPO: MB

Índice

DEMOSTRACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO A TRAVÉS DE POTENCIAL ELÉCTRICO 3 OBJETIVO 3INTRODUCCION 3TEORIA 3MATERIALES 4DESARROLLO EXPERIMETNAL 4RESULTADOS 5CONCLUSIONES 5

ELECTRICIDAD CON LIMONES. 6 INTRODUCCIÓN 6OBJETIVO 6TEORÍA DE LA ELECTRICIDAD CON LIMONES 6

MATERIALES : 6 PROCEDIMIENTO: 6OBSERVACIONES: 7CONCLUSIÓN: 7

CAMPO ELECTRICO 8 OBJETIVO 8RESUMEN 8INTRODUCCIÓN 8TEORÍA 9MATERIALES 10DESARROLLO EXPERIMENTAL 11RESULTADOS 12BIBLIOGRAFÍA 12

CARGA ELÉCTRICA ‘’ELECTROSCOPIO SIMPLE’’ 13 OBJETIVO 13RESUMEN 13INTRODUCCIÓN DE CARGA ELÉCTRICA 13TEORÍA DE CARGA ELÉCTRICA 14MATERIALES 15DESARROLLO EXPERIMENTAL 15RESULTADOS 18CONCLUSIONES 18

BIBLIOGRAFÍA 18

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PRACTICA #1

DEMOSTRACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO A TRAVÉS DE POTENCIAL ELÉCTRICO

OBJETIVO

El objetivo de esta prueba es ver como a través de algo como la sal y sus propiedades de puede pasar el campo magnéticoRESUMEN

INTRODUCCION

El potencial eléctrico o potencial electrostático en un punto, es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva desde dicho punto hasta el punto de referencia,1 dividido por unidad de carga de prueba. 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 a velocidad constante. Matemáticamente se expresa por:

TEORIA

El potencial eléctrico sólo se puede definir unívocamente para un campo estático producido por cargas que ocupan una región finita del espacio. Para cargas en movimiento debe recurrirse a los potenciales de Liénard-Wiechert para representar un campo electromagnético que además incorpore el efecto de retardo, ya que las perturbaciones del campo eléctrico no se pueden propagar más rápido que la velocidad de la luz.

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).

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Todos los puntos de un campo eléctrico que tienen el mismo potencial forman una superficie equipotencial. Una forma alternativa de ver al potencial eléctrico es que a diferencia de la energía potencial eléctrica o electrostática, él caracteriza sólo una región del espacio sin tomar en cuenta la carga que se coloca ahí.

Considérese una carga de prueba positiva en presencia de un campo eléctrico y que se traslada desde el punto A al punto B conservándose siempre en equilibrio. Si se mide el trabajo que debe hacer el agente que mueve la carga, la diferencia de potencial eléctrico se define como:

El trabajo puede ser positivo, negativo o nulo. En estos casos el potencial eléctrico en B será respectivamente mayor, menor o igual que el potencial eléctrico en A. La unidad en el SI para la diferencia de potencial que se deduce de la ecuación anterior es Joule/Coulomb y se representa mediante una nueva unidad, el voltio, esto es: 1 voltio = 1 joule/coulomb.

MATERIALES

MultímetroDos placas de cobreRecipiente con aguaSalCables cocodriloBatería de 9V

DESARROLLO EXPERIMETNAL

1) Vaciar sal en el recipiente con agua2) En el recipiente con agua colocar las placas de cobre3) Conectar los cocodrilos con la pila de 9V y estos a su vez en las placas de

cobre4) Con el multímetro medimos el voltaje del agua y podremos observar cómo

pasa la corriente a través de esta

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RESULTADOS

Los resultaos obtenidos a través del multímetro son:

Medido en: VoltajeEl agua con sal (bordes) 5.5 5.7La punta de los caimanes

5.6 5.8

El agua con Sal (centro) 2.3 2.7

CONCLUSIONES

Pudimos comprobar como a través del agua con sal (y debido a sus propiedades) la corriente eléctrica pasaba de un punto a otro, además notamos que donde había más concentración de sal existía más concentración de voltaje.

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PRACTICA # 3

ELECTRICIDAD CON LIMONES.

INTRODUCCIÓN

En este trabajo veremos una manera práctica de generar electricidad. Demostraremos que de pequeñas cosas podemos satisfacer grandes necesidades, como hacer funcionar una calculadora, un multímetro, etc., Atreves de cosas tan simples como puede ser un limón, una papa o hasta una manzana.

OBJETIVO

Demostrar que los metales conducen la corriente eléctrica y que algunos vegetales son capaces de producir pequeñas cantidades de electricidad.

TEORÍA DE LA ELECTRICIDAD CON LIMONES

Las baterías constan de dos metales diferentes en suspensión en una solución ácida. El cobre y zinc funcionan bien como los metales y el contenido de ácido cítrico de un limón proporcionarán la solución ácida. El tornillo de zinc y la moneda de cobre se llaman electrodos. El jugo de limón se llama electrolito. Todas las baterías tienen dos polos un ” +” y ” – ” . La corriente eléctrica es un flujo de partículas atómicas llamadas electrones. Ciertos materiales, llamados conductores, permiten que los electrones fluyan a través de ellos. La mayoría de los metales (cobre, hierro) son buenos conductores de la electricidad. Los electrones fluirán desde el “-” electrodo de una batería, a través de un conductor, hacia el electrodo “+” de una batería. Voltios (voltaje) es una medida de la fuerza que mueve los electrones. (La alta tensión puede ser peligrosa).

MATERIALES:2 limones1 cuchillo3 pinzas4 tornillos4 monedasCable de cobre

PROCEDIMIENTO:1) Primero tomamos los dos limones y los partimos a la mitad.2) Después a cada limón partido a la mitad, con el cuchillo, le hicimos un

pequeño corte a ambos lados

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3) Después de hacer el corte, le insertamos una moneda a cada limón, en el pequeño corte que le hicimos

4) De igual manera insertamos un tornillo a cada limón en el otro corte5) Una vez hecho esto, con el cable de cobre, conectamos en el tornillo de un

limón a la moneda de otro limón, presionándolo con una de las pinzas.6) Asemos el mismo procedimiento con los siguientes limones, conectándolos

de un tornillo Asia una moneda7) Finalmente comprobamos si nuestros circuitos estaban correctos,

conectándolos a una calculadora y aun multímetro.

OBSERVACIONES: Nos dimos cuenta que al momento de conectar los cables a la calculadora y al multímetro se encendieron.

CONCLUSIÓN:Al insertar, en un limón, dos objetos hechos de metales diferentes, como en el caso del tornillo y de la moneda de cobre, estos dos objetos funcionan como electrodos causando una reacción electroquímica mediado por el jugo de limón que genera una pequeña cantidad de corriente eléctrica.

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PRACTICA #4

CAMPO ELECTRICO

OBJETIVO

1.-Investigar cómo es el comportamiento de los objetos de diferentes cargas al ponerlos a determinada distancia.2. Mostrar lo que sucede al juntar dos objetos de diferentes cargas.

RESUMEN

Carga eléctrica: la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas (pierden o ganan electrones) que se manifiesta mediante atracciones o repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas.En el sistema internacional de unidades la unidad de carga eléctrica se denomina Culombio (C). Se define como la cantidad de carga que pasa por la sección transversal de un conductor eléctrico en un segundo.En teoría esta práctica se realizó para dar a conocer los efectos que produce el campo eléctrico sobre dos objetos, uno cargado y el otro en estado neutro y lo que pasaría si juntamos los dos objetos un determinado tiempo, para esto usamos las leyes fundamentales de cargar un objeto mediante frotamiento.

INTRODUCCIÓN

En esta actividad investigaremos las configuraciones de campo eléctrico debido a varias distribuciones de carga. La comprensión de las superficies equipotenciales será utilizada para deducir conclusiones relacionadas con los campos eléctricos asociadas con dichas distribuciones; además con la realización de esta práctica pondremos en práctica los conocimiento adquiridos en la clase teóricas acerca de

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campo eléctrico y potenciales eléctricos, por tanto la experiencia nos sirve para profundizar nuestro conocimiento sobre dichos temas.

En Electrostática, las líneas de fuerza del campo eléctrico y las líneas equipotenciales tienen formas particulares según sea la distribución de las cargas eléctricas que los produce. La resolución de los problemas electrostáticos es directa cuando se conoce la posición de todas las cargas involucradas en el sistema bajo estudio. Sin embargo, la determinación de los campos en la cercanía de los materiales conductores resulta complicada, debido a que la distribución de carga en los mismos se desconoce inicialmente.

La solución de este tipo de problemas no es directa, ni simple, aunque es sabido que la carga presente debe distribuirse sobre la superficie del conductor de modo que éste se convierta en una superficie equipotencial. Existen métodos elaborados para resolver problemas electrostáticos en presencia de conductores.

Algunos pocos casos pueden resolverse directamente aplicando la Ecuación de Laplace. En muchos otros casos experimentales no pueden obtenerse fácilmente los campos eléctrico y potencial en forma analítica, y puede resultar muy engorrosa la solución vía cálculo numérico. En aquellos casos en que el campo es bidimensional, resulta conveniente utilizar una cuba electrolítica para obtener los diagramas de campo eléctrico y potencial electrostático en las proximidades de ciertos conductores

TEORÍA

Campo eléctrico Se dice que en una región del espacio existe un campo eléctrico E cuando al poner una carga en reposo en esa región, ésta experimenta una fuerza eléctrica dada por F = qE

Por lo general el campo eléctrico se origina en las cargas eléctricas, ya sea cargas puntuales o distribuciones de ellas. Se puede decir que el campo eléctrico es una de las formas en que la presencia de cargas altera las propiedades del espacio que lo rodea.

En el caso de una carga puntual el campo está dado por la Ley de Coulomb y es proporcional a la carga que lo produce e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia siendo su dirección radial.

E = K q

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r2

El potencial Corresponde a otra forma de describir y estudiar el problema eléctrico en forma absolutamente equivalente a como lo hacemos con el campo eléctrico. El potencial es una magnitud que está íntimamente relacionada con la energía (energía potencial eléctrica) y por lo tanto es un escalar.

Además, campo eléctrico y potencial están relacionados entre si, de hecho, el campo eléctrico es siempre perpendicular a las superficies o líneas de igual valor del potencial o equipotenciales (líneas punteadas que en la Figura.2), apunta en la dirección en que el potencial decrece y la magnitud del campo eléctrico es igual a la razón entre la diferencia de potencial entre dos

Equipotenciales muy cercanas y la distancia que las separa, esto es:

E= ∆v ∆v = E ∆d

∆d

Superficies equipotenciales Dada una configuración de cargas eléctricas existen conjuntos de puntos que están a un mismo potencial. Estos conjuntos de puntos conforman superficies denominadas equipotenciales. Si se conoce la superficies equipotenciales de una configuración de cargas es posible hallar, a partir de ellas, las líneas del campo eléctrico generado por a configuración.

Una conclusión importante es que la componente del campo eléctrico a lo largo de una superficie equipotencial (el lugar geométrico formado por todos los puntos de igual potencial) es cero. Es decir, las líneas de campo eléctrico son perpendiculares a las superficies equipotenciales en todo punto

 

MATERIALES

Soporte de palos de maderaObjeto eléctricamente neutro (cinta)Objeto de vidrioTrapo de franela

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DESARROLLO EXPERIMENTAL

1) Se froto el objeto de vidrio con el trapo de franela

2) Se colocó el vidrio a una determinada distancia y se pudo apreciar como el objeto neutro era atraído.

 

3) Se acercó el objeto de vidrio al objeto neutro durante determinado tiempo y al separarlos y volverlos a juntar se pudo apreciar que entre los dos objetos ahora existía una fuerza de repulsión debido a que se igualaron sus cargas.

RESULTADOS

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Cuando dos objetos cargados mediante cargas opuestas se acercan existe una atracción de cargas y esto produce que ambos objetos se atraigan entre si.Ahora bien cuando estos dos objetos son unidos existe una igualación de energía o también por así decirlo una transferencia de energía y esto produce que ambos sean de mismas magnitudes y mismas cargas produciendo que ambos objetos se repelan entre ellos.

BIBLIOGRAFÍA

http://dcb.fic.unam.mx/users/franciscompr/docs/Tema%201/1.1b%20CARGA%20POR%20FROTAMIENTO.pdf

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PRACTICA #5

CARGA ELÉCTRICA ‘’ELECTROSCOPIO SIMPLE’’

OBJETIVO

Observar las características básicas de la carga eléctrica, logrando identificar como es que un objeto cargado puede llegar a inducir a otro.

RESUMEN

Elaboración de un equivalente al electroscopio para poder observar el comportamiento de las cargas eléctricas mediante dos formas de electrizar los objetos: Frotamiento y Contacto.

INTRODUCCIÓN DE CARGA ELÉCTRICA

La mejor manera de analizar por primera vez el estudio de la carga eléctrica es experimentando con objetos que se electrifican por medio del frotamiento. Usaremos un equivalente al electroscopio simple, que es un instrumento que se utiliza para detectar la presencia de la carga eléctrica.

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TEORÍA DE CARGA ELÉCTRICA

Todo tipo de materia esta compuesta por átomos los cuales están formados por electrones, protones y neutrones, a su vez estos tienen una propiedad llamada Carga eléctrica.

NEUTRON -------- CARGA NEUTRA ELECTRON ------ CARGA NEGATIVAPROTON ---------- CARGA POSITIVA

El átomo se constituye por un núcleo, en el cual se encuentran los neutrones (que carece de carga) y los protones, mientras que en su alrededor se encuentran los electrones. Un átomo es eléctricamente neutro ya que consta del mismo número de Protones (Cargas +) y de Electrones (Cargas -) pero un átomo puede ganar electrones y quedar en una Carga Negativa, o bien puede perder electrones y quedar en una Carga Positiva . La masa un protón es casi dos mil veces mayor que la del electrón, pero las magnitudes de sus cargas eléctricas es la misma. Por lo tanto, la carga de un electrón neutraliza la de un protón.

Hay tres diferentes maneras de cargar un objeto eléctricamente:

a) Frotamiento: Surge en el cambio de electrones mientras están en fricciónambos objetos.

b) Contacto: Se origina cuando un cuerpo saturado de electrones sede parte a otro cuerpo cuando tienen contacto.

c) Inducción: Cuando un objeto se carga eléctricamente al acercarse a otro ya electrizado, sin llegar al contacto.

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MATERIALES

Soporte de palos de maderaCinta 25 cm de plásticoUna reglaBufanda de estambreBufanda de lanaTrapo de franela

DESARROLLO EXPERIMENTAL

1) Frotamiento del plástico con la bufanda de lana.

2) Colocar el plástico en el soporte de madera.

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3) Frotamiento de la regla con la bufanda de lana.

(De la misma manera con el trapo de franela y bufanda de estambre)

4) Acercamos la regla a las puntas del plástico y se ve ligeramente que se atrae hacia la regla y las puntas están casi juntas.

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5) Retiramos la regla un poco más y se ve como las puntas de plástico se repelen y ya no están adheridas.

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RESULTADOS

Cuando se acerca la regla ya cargada el plástico se adhiere, en esa acción la regla transmite energía por contacto. Lo cual hace que el plástico se cargue de la misma energía de la regla, cuando se retira la regla las puntas del plástico se separan por estar cargadas de la misma energía y se repelen. Y ahora tenemos las puntas del plástico junto con la regla cargadas de la misma energía.

CONCLUSIONES

Las puntas del plástico estaban cargadas eléctricamente estables (ya que no se atraían ni repelían) pero al ponerse en contacto con la regla electrificada, estas puntas adquirieron energía de la regla, y se repelen después de cargarse del mismo signo. Siguiendo la primera ley de la electrostática, la cual está basada en el electroscopio simple nos menciona que: ‘’Las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de signo contrario se atraen.’’

Bibliografía

Montiel, H. P. (2013). Física 2 (2ª edición ed.). México : Patria .Tippens, P. E. (2011). Física conceptos y aplicaciones (7ª edición ed.). México: Mc Graw Hill.

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