Estudio teórico y experimental de las condiciones de borde de Neumann y Dirichlet en 2-D

SALVADOR GIL; DINA TOBIA; MARTÍN E. SALETA

Buenos Aires, Argentina

Congreso; 85a Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2000

En este trabajo se presenta un procedimiento simple y de muy bajo costo para estudiar tanto teóricamente como experimentalmente las características de potenciales electrostáticos complejos en dos dimensiones. En particular es posible poner en evidencia los efectos de las condiciones de borde de: Neumann, Dirichlet y combinaciones de ambas. El arreglo experimental hace uso de una bandeja de acrílico transparente con agua destilada, apoyada sobre una hoja de papel milimetrado para leer las corrdenadas de cada punto. Electrodos de aluminio de diversas formas se conectan a una fuente de tensión alterna (50Hz) y un multímetro digital se usa para determinar la tensión en cada punto del sistema. Los resultados obtenidos pueden compararse con los cálculos de potenciales realizados usando el método de relajación, implementado en una hoja de cálculo (Excel). Los resultados experimentales pueden compararse cuantitativamente con las predicciones teóricas. El acuerdo entre ambas es excelente y en particular las implicancias de los distintos tipos de condiciones de borde es claramente detectado experimentalmente. Dada la simplicidad de la técnica experimental y del análisis teórico, este proyecto puede ser implementado en cursos básicos de electricidad y magnetismo.