Una vez abierto el simulador, deberás marcar en las opciones de la derecha la casilla Grilla, para que te muestre la rejilla, y deben estar marcadas las casillas Campo Eléctrico y Voltaje. De la caja inferior, colocarás cuatro cargas negativas en los vértices de un cuadrado de cuatro cuadrículas grandes de lado (equivalente a 0.5 m cada una). Para ello, arrastra cada carga hacia su vértice. Verás cómo las flechas que indican la dirección del campo se van orientando.

El botón inferior derecho sirve para empezar de nuevo, no lo pulses salvo que lo quieras hacer.

Como verás, el color de las flechas se hace más tenue conforme nos alejamos de las cargas, indicando que el campo eléctrico es más débil. En la parte central del cuadrado no hay flechas o muy débiles, indicando que el campo eléctrico es nulo. Esto indica que en la suma vectorial de los campos creados por las cargas se van anulando sus componentes. Puedes usar uno o varios sensores (puntos amarillos junto a las cargas, en la caja de abajo, que indican la intensidad y dirección del campo eléctrico).

De la caja inferior derecha, vamos a seleccionar el medidor de potencial, y vamos a colocarlo en el centro del cuadrado. Observarás que el potencial no es nulo, aunque lo sea el campo eléctrico.

Puedes desplazar el medidor de potencial para ver como varía según te mueves entre la distribución de las cargas.

Ahora vamos a dibujar las líneas equipotenciales. Para ello, con el medidor que hay en la caja de la derecha vas a desplazarlo por distintos puntos viendo como varía el potencial que indica en su pantalla, pudiendo pulsar en el lápiz que tiene para buscar los puntos que tienen el mismo potencial o la goma de borrar para borrar todas.

Vamos a suponer que el centro de la distribución de las cargas es nuestro origen del sistema de coordenadas. Vas a empezar moviéndote en los puntos del eje X horizontal, justo entre las cargas y, desde la posición (-4,0) m a (+4,0) m (cuadrícula grande -8 hasta la +8), con un intervalo de 0.5 m (cada cuadrícula grande). Luego elige puntos intermedios para obtener una distribución similar a la de esta figura.

Lo que obtenemos es un dibujo de una serie de curvas que tienen la característica que todos los puntos que conforman cada línea tienen el mismo potencial eléctrico.

Podemos apreciar que en el centro del cuadrado el potencial es casi constante, y que cuando nos alejamos algo de las cuatro cargas, las líneas equipotenciales tienden a ser circunferencias. Es decir, se podría considerar que las cuatro cargas individuales se comportarían como una única carga cuatro veces mayor. Lo mismo sucede cuando nos acercamos a cada carga en particular. Esto quiere decir que el efecto de las otras cargas más lejanas es pequeño cuando nos movemos cerca de una carga.

Para finalizar, deberás medir el potencial en el centro del cuadrado y en el punto (4,0) m [cuadrículas (8,0)] y dejarlo anotado para el informe.

Deberás estimar la distribución de campo eléctrico, valores de los potenciales y formas de las líneas equipotenciales para las tres configuraciones de cargas siguientes:

• Dos cargas positivas en vértices diagonalmente opuestos y otras dos cargas negativas en la otra diagonal.
• Tres cargas positivas y en el vértice inferior derecho, una carga negativa.
• Tres cargas positivas y en el vértice inferior derecho, una carga negativa tres veces mayor (arrastrar tres cargas sobre ese vértice).

Realiza una captura de pantalla de cada una de ellas e inclúyelas en el informe. Anota los valores del campo y potencial eléctrico en el centro del cuadrado para luego incluirlos también. Recuerda que el campo eléctrico es un vector y deberás indicar tanto su valor como su dirección.

Acceso a la simulación de Campos Eléctricos de PhET de la Universidad de Colorado.