1.3 Superficies equipotenciales

Imagen 11. Elaboración propia

Para visualizar el campo electrostático puedes utilizar también las superficies equipotenciales, que son siempre perpendiculares a las líneas de fuerza (líneas de campo) y cuya mayor o menor proximidad te dará una idea de las variaciones del campo.

Vas a utilizar un applet, que encontrarás seguidamente, para dibujar las superficies equipotenciales de varios sistemas de cargas puntuales.

Para familiarizarte con la simulación realiza las siguientes acciones:

  • Haz clic sobre la carga y manteniendo pulsado muévela, podrás colocarla en la posición que desees.
  • Pulsando sobre la carga puedes modificar su valor entre + 5 µC y - 5µC.
  • Una vez la carga en un punto cualquiera, activa sucesivamente las casillas de: vectores campo, líneas de fuerza y equipotenciales, y observa lo que ocurre.
  • Después de desactivar las casillas anteriores, haz clic con el ratón en un punto cualquiera del plano; la flecha que aparece representa la intensidad de campo en ese punto. Si mueves la carga verás como varía el vector. Ajustar valores te ayudará a encontrar un punto.
  • Activa dos cargas y repite lo que has hecho en los apartados anteriores.
  • Equipotenciales 3D te permite ver las superficies equipotenciales en tres dimensiones.

Animación 1. FisLab.net Tavi Casellas. Creative commons


Icono de iDevice Ejemplo o ejercicio resuelto

La animación está preparada para trabajar con cargas de microculombios (µC). Resuelve los siguientes ejercicios analíticamente y compruébalos con la animación.

Dato:

Calcula el potencial en el punto (200, 0) m de un campo electrostático creado por una carga puntual de + 3 µC situada en el origen (0, 0).


Calcula el potencial en el punto (200, 0) m de un campo electrostático creado por una carga puntual de - 3 µC situada en el origen (0, 0).


Calcula el potencial en el punto (0, 200) m, del campo electrostático creado por dos cargas puntuales, una de - 3 µC situada en el punto (-100, 0) m y la segunda de + 3 µC colocada en el punto (100, 0) m. Representa las líneas de fuerza y las superficies equipotenciales. Utilizando la animación representa las superficies equipotenciales en 3D.


Calcula el potencial en el punto (100, 0) m, del campo electrostático creado por dos cargas puntuales, una de + 3 µC situada en el origen (0, 0) m y la segunda de - 5 µC colocada en el punto (100, 100) m. Representa las líneas de fuerza y las superficies equipotenciales. Utilizando la animación representa las superficies equipotenciales en 3D.


Icono de iDevice AV - Reflexión

Tres cargas puntuales crean un campo electrostático. La primera de -3 µC se coloca en el origen (0, 0) m, la segunda de + 1 µC se situa en el punto (0, 100) m y la tercera de + 4 µC se encuentra en la posición (-200, 0) m. ¿Cuánto vale el potencial electrostático en el punto (200, 0) m? Comprueba el resultado en la animación anterior. Dibuja las líneas de campo y las superficies equipotenciales en dos y tres dimensiones.

Dato: