1- OBJETIVOS
1-Determinar como varía el potencial eléctrico en un punto con la distancia a la/as carga/as eléctricas.
2- Determinar como varía el potencial eléctrico en un punto con el valor de la/las carga/as eléctricas.
3-Visualizar mapas de color par diferentes distribuciones de cargas eléctricas.
2- FUNDAMENTOS TEÓRICO
Puede encontrar información sobre los conceptos involucrados en esta experiencias en las siguientes direcciones:
https://www.youtube.com/watch?v=kuFtDaplfzU
https://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/electro/potencial.html
https://www.fisicalab.com/apartado/potencial-electrico-punto
3- MATERIAL Y PROCEDIMIENTO
El tiempo necesario para que el sistema dibuje el mapa es inversamente proporcional a la resolución. Se recomienda poner los datos de valores de las cargas y de sus posiciones con una resolución alta y después bajarla para obtener mayor precisión en el mapa. Para determinar el potencial en un punto sitúe sobre él el mouse.
Cargando
q1= nC
q2= nC
q3= nC
q4= nC
4- ACTIVIDADES
A continuación vamos a proponer un una amplia batería de actividades. Debe ser el docente el que les indique a sus alumnos las más adecuadas para su formación.
1- Variación del potencial con la carga eléctrica
Con una resolución de 10px y con ejes coordenados, coloque una carga de +20 nC en el punto (0,0). Mida el potencial en el punto (100 cm,0cm) (para ello coloque el mouse o el dedo en dicho punto. Vaya aumentando el valor de la carga y mida el potencial en el mismo punto .Complete la siguiente tabla:
Tabla I : Variación del potencial eléctrico con el valor de la carga.
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q(nC) |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
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V(V) |
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Represente los valores obtenidos en una gráfica. ¿Qué conclusión obtiene?
2- Variación del potencial con la distancia a la carga eléctrica
Con una resolución de 10px y con ejes coordenados, coloque una carga de +20 nC en el punto (0,0). Mida el potencial en los puntos de la parte positiva del eje X que se indican en la tabla
Tabla II : Variación del potencial eléctrico con la distancia a la carga
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d(cm) |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
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V(V) |
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Represente los valores obtenidos en una gráfica. ¿Qué conclusión obtiene?
3- El potencial es una magnitud escalar
Si en la experiencia anterior en lugar de medir el potencial en el punto (100 cm,0 cm), lo mide en el (-100 cm,0 cm) o en el punto (0cm,100cm) o el punto (0cm,-100cm) ¿hay diferencia con los valores obtenidos? ¿Qué conclusión obtiene?
3- El potencial es una magnitud aditiva
a) Sitúa una carga de +20nC en el punto (-100cm,0 cm) mide el potencial en el punto (0cm,0cm)
Sitúa una carga de +40nC en el punto (100cm,0 cm) mide el potencial en el punto (0cm,0cm)
Coloca simultáneamente las dos cargas indicadas anteriormente y mide el potencial en el punto (0 cm,0 cm)
b) Sitúa una carga de -20nC en el punto (-100cm,0 cm) mide el potencial en el punto (0cm,0cm)
Sitúa una carga de +40nC en el punto (100cm,0 cm) mide el potencial en el punto (0cm,0cm)
Coloca simultáneamente las dos cargas indicadas anteriormente y mide el potencial en el punto (0 cm,0 cm)
¿Qué conclusión obtiene de esta experiencia?
4- Mapas de color
Crea los siguientes mapas de color (sitúa las cargas con un resolución alta y luego bájala para obtener el mapa con más detalle)
Mapa 1
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q1=50 nC |
q2= 50 nC |
q3=0 nC |
q4=0nC |
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P1(-60 cm, 0 cm) |
P2(60 cm,0 cm) |
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Separa y acerca las cargas ¿Qué observas? ¿Y si cambias los valores de las cargas
Mapa 2
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q1=100 nC |
q2= -100 nC |
q3=0 nC |
q4=0nC |
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P1(-60 cm, 0 cm) |
P2(60 cm,0 cm) |
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¿Cuánto vale el potencial a lo largo del eje Y?¿Por qué?¿Seguirá valiendo lo mismo el potencial en el eje ? ?Y si se modifica el valor de alguna de las cargas?
Mapa 3
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q1=20 nC |
q2=20 nC |
q3=40 nC |
q4=0nC |
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P1(-100 cm, 0 cm) |
P2(100 cm,0 cm) |
P3(0 cm,0 cm) |
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Cambia el valor y/o la posición de las cargas y observa como se modifica el mapa
Mapa 4
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q1=50 nC |
q2=50 nC |
q3=-100 nC |
q4= 0nC |
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P1(-50 cm, 0 cm) |
P2(50 cm,0 cm) |
P3(0 cm,0 cm) |
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Cambia el valor y/o la posición de las cargas y observa como se modifica el mapa
Mapa 5
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q1=30 nC |
q2=30 nC |
q3=30 nC |
q4=30 nC |
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P1(100cm,100 cm) |
P2(100 cm,-100 cm) |
P3(-100cm,100 cm) |
P4(-100cm,-100 cm) |
Mapa 6
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q1=30 nC |
q2=-30 nC |
q3=-30 nC |
q4=30nC |
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P1(100cm,100 cm) |
P2(100 cm,-100 cm) |
P3(-100cm,100 cm) |
P4(-100cm,- 100 cm) |
Mide el potencial a lo largo de los ejes X e Y ¿Qué conclusión obtienes?