Física P E

Física II Laboratorio
POTENCIAL ELÉCTRICO
OBJETIVO
Analizar el comportamiento del potencial eléctrico en la vecindad de
una carga puntual.
Obtener experimentalmente un modelo matemático para una carga
puntual.
INTRODUCCIÓN
E
s interesante observar que tanto el Campo Eléctrico (magnitud vectorial),
como el Potencial Eléctrico (magnitud escalar) describen el espacio que
rodea a una carga eléctrica donde ésta hace presente su influencia, o lo que
es equivalente decir, que son dos magnitudes canónicamente relacionadas.
Dado que el campo eléctrico es conservativo se cumple que el trabajo
realizado por las fuerzas electrostáticas es igual a
menos
la
variación
de
la
energía
potencial
electrostática, es decir, cuando una carga de prueba se
mueve desde un punto A a un punto B dentro de un
campo eléctrico E , la variación de energía potencial
eléctrica  U E queda expresada por:
B
U E    q 0 E  d r
A
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A partir de esta expresión definimos, la diferencia de potencial eléctrico entre
los puntos A y B, como la variación de energía potencial eléctrica dividida por
la carga de prueba y queda expresada matemáticamente por
B
 V  VB  VA    E  d r
A
Acordando que el potencial en un punto muy lejano de las cargas que
producen el campo eléctrico en estudio es nulo (V  0) , se define el
potencial eléctrico en un punto cualquiera p como:
P
VP    E  d r

Dado que la diferencia de potencial es una medida de la energía potencial
por unidad de carga, se define la unidad de medida en el ISQ como:
1V  1
J
C
Además se puede observar que tanto las diferencias de potencial y el
potencial eléctrico son magnitudes escalares, que permiten describir el
carácter eléctrico del espacio que rodea una carga eléctrica.
MATERIALES
Cubeta con agua
Un reóstato
Un voltímetro C.A.
Cables de conexión
Papel milimetrado
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MONTAJE
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Arme el montaje de la figura siguiendo a las instrucciones de su
profesor. (NO conecte la fuente de 110V hasta que su profesor revise
el montaje).

Seleccione en el voltímetro una escala mayor a 110V.

¿Qué diferencia de potencial marca el voltímetro? (ajuste la escala a
un rango menor, si es necesario)

Anote las precauciones que a su juicio se deben tener en el desarrollo
del experimento.

Mueva la punta de prueba, acercándose y alejándose de la carga
central.

Realice una tabla de valores de V en función de r, para ello:

Acerque la punta de prueba a unos 0.5cm de la carga y registre el
valor de V que marca el voltímetro. Aléjese cada 0.5 y registre los
valores de V. Realice el mayor número de mediciones posible.
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
Con ayuda de Excel, realice el gráfico potencial V en función de la
distancia r para la carga puntual.

Observando el grafico obtenido, indique a que función matemática se
aproxima el conjunto de datos.

Realice un cambio de variable apropiado para obtener una línea recta,
en un nuevo gráfico.

Discuta con sus compañeros, qué representa la pendiente y el punto
de corte de su nuevo gráfico.

Utilizando el procedimiento de estimación lineal de Excel, obtenga la
ecuación de la recta. No olvide anotar los errores de la pendiente y la
ordenada de origen.

A partir de la recta anterior y el cambio de variable utilizado, obtenga
el voltaje en función de la distancia, para la carga puntual.

Anote sus conclusiones.
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