Determinación Experimental y Simulación de Líneas Equipotenciales en un Campo Eléctrico

TP1: Determinación de Líneas Equipotenciales en un Campo Eléctrico

Determinar las líneas equipotenciales de un campo eléctrico producidas por una diferencia de potencial eléctrico entre dos electrodos y relacionar las líneas equipotenciales obtenidas con las líneas de campo eléctrico de las configuraciones estudiadas a través de un software de simulación.

Procedimiento Experimental

Se utiliza una cuba electrolítica que contiene agua (con una profundidad no mayor a 4mm). Dentro de la cuba, se colocan dos electrodos de aluminio, uno rectangular y otro triangular. Estos electrodos se conectan a una fuente de energía que proporciona una diferencia de potencial de 12V (0V para el electrodo rectangular y 12V para el triangular). Debajo de la cuba, se coloca una hoja graduada para facilitar la medición del potencial eléctrico en distintos puntos, y esta información se transfiere a otra hoja graduada para graficar las líneas equipotenciales. Se utiliza un multímetro en modo voltímetro para medir la diferencia de potencial eléctrico en varios puntos. El voltímetro se conecta al electrodo de 0V y se utiliza una punta libre que se coloca vertical y perpendicular a la cuba para medir el potencial en diferentes ubicaciones.

Se transcribe a la hoja graduada el perímetro de los electrodos.

Utilizando el voltímetro, se coloca la punta libre en distintos puntos de la cuba, buscando los potenciales de 2V, 4V, 6V, 8V y 10V. Se realiza un barrido a lo largo de las líneas horizontales y verticales hasta obtener una serie de puntos que permiten trazar las líneas equipotenciales.

Una vez completadas las mediciones, se selecciona un punto P cercano al centro de la hoja con un potencial de 6V para determinar el **vector campo eléctrico** en ese punto. Se mide el potencial eléctrico en un entorno de 1 cm alrededor del punto P (tanto en el eje x como en el eje y), obteniendo cuatro puntos con sus respectivos potenciales. Luego, se trazan las líneas equipotenciales uniendo los puntos con igual potencial.

Simulación por Software

Posteriormente, se utiliza un software específico para simular el campo eléctrico generado por la disposición de los electrodos. Se introducen los parámetros geométricos de la cuba y los electrodos, asignando el potencial correspondiente. El software permite visualizar tanto las **líneas equipotenciales** como las **líneas de campo eléctrico**.