Instituto Politécnico NacionalEscuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Azcapotzalco Electricidad y Magnetismo Practica 3 Grupo 2RM2 Calderón García Jorge Iluhi Cisneros Quintero Juan Pablo Copalcua Copalcua Victor Luis Barroso Daniel Padilla Lozano Silvano Samail 29/Noviembre/2017 Marco Teórico Campo Eléctrico El campo eléctrico existe cuando existe una carga y representa el vínculo entre ésta y otra carga al momento de determinar la interacción entre ambas y las fuerzas ejercidas. Tiene carácter vectorial (campo vectorial) y se representa por medio de líneas de campo. Si la carga es positiva, el campo eléctrico es radial y saliente a dicha carga. Si es negativa es radial y entrante La unidad con la que se mide es: La letra con la que se representa el campo eléctrico es la E. Al existir una carga sabemos que hay un campo eléctrico entrante o saliente de la misma, pero éste es comprobable únicamente al incluir una segunda carga (denominada carga de prueba) y medir la existencia de una fuerza sobre esta segunda carga. Capacitor de Placas Paralelas Para un capacitor, la capacitancia depende de la geometría del mismo, es decir, el tamaño y forma de las placas, la separación entre ellas, etc. Para el capacitor de placas paralelas, la capacitancia se puede calcular como: Dónde: C = capacitancia, medida en farad (F). . A = área de cualquiera de las placas del capacitor, medida en metro cuadrado (m2). d = separación entre las placas del capacitor, medida en metro (m). El campo eléctrico entre las placas de un capacitor es uniforme, por lo tanto, tiene la misma intensidad y dirección en todos sus puntos; por lo que sus líneas de fuerza son paralelas y equidistantes (excepto en las puntas). Materiales 1 placa de condensador de 283 x 283 mm 1 placa de condensador, con orificio: d= 55 mm 1 Medidor de campo eléctrico 1 fuente de alimentación de 0-600 VDC 1 resistencia de 10 MΩ 2 multímetro digital 1 cable conector de l =10 cm, verde-amarillo 5 cable conector de l =75 cm, rojo 5 cable conector de l = 75 cm, azul 1 banco óptico l = 60 cm 2 bases para ajustar el banco óptico, l = 60 cm 2 soporte para deslizamiento opt. pr.-banco h = 80 mm 1 soporte para deslizamiento opt. pr.-banco h = 30 mm 2 varilla de soporte, acero inox; 250 mm 1 soporte barra - PASS - cuadrado, l = 250 mm 4 Abrazaderas 1 regla plástica, l = 200 mm Actividades Experimentales Experimento 1: Medición de la intensidad del campo eléctrico en función del voltaje entre las placas. 1.- Arme el dispositivo que se muestra en la Fig. P3.2: 2.- Separe las placas del capacitor a una distancia constante de 10 cm 3.- Seleccione el rango de 10kV/m en el medidor de campo eléctrico 4.- Seleccione las escalas en los multímetros indicadas en la Fig. P1.14. 5.- Gira la perilla de la fuente en corriente máxima (I max). 6.- Conecte al medidor de campo eléctrico en la salida de 0-20 VCD de la fuente. 7.- Conecte las placas del capacitor en la salida de 0-25 VCD de la fuente. 8.-Encienda la fuente (cuidado que las perillas de voltaje estén en “cero”). 9.- Varié el voltaje Suministrado al capacitor de 25 en 25 V hasta 250 V (multimetro1), midiendo en cada caso el valor de la intensidad del campo eléctrico (multímetro). Una vez Terminado el experimento gire la perilla de la fuente a cero y apáguela. 10.- Diseñe una tabla para registrar sus resultados 11.- Dibuje una gráfica E(kV/m) Vs V (volts) Determine la relación que hay entre E yV Experimento 2.- Medición de la intensidad del campo eléctrico en función de la distancia entre las placas 1.- Con el mismo dispositivo de la Fig.P1.14, separe en principio las placas a una distancia de 12cm. 2.- Alimente las placas del condensador con un voltaje constante de 200V. 3.-Mida E para esa distancia y voltaje y regístrelo en una tabla que tiene que diseñar para tal efecto. 4.-Repita lo anterior pero ahora reduciendo la distancia de 2 en 2cm (de 12 a 2 cm). Registre sus resultados. 5.-Dibuje una gráfica E (kV/m) vs de (cm). Determine la relación entre estos términos ¿Se cumplió experimentalmente la Ecuación E= (VB-VA) /d = VAB/d? Si se cumplió. Tabla Experimento 1 0 0 25 -.25 50 -.27 75 -.03 100 .19 125 .43 150 .66 175 .92 200 1.15 Experimento 1 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 50 100 150 200 250 -0.2 -0.4 Tabla Experimento 2 cm E 12 .92 10 1.30 8 1.92 6 2.83 4 5.08 2 9.70 Experimento 2 12 10 8 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12 14