electr´ometro, si a´un no regresa a cero (0) puede apagarlo y volverlo a encender, y como ´ultima medida si a´un no regresa a cero (0) acomode con el tornillo de color negro el cero (0).
EVALUACI ´ON
Como parte de la evaluaci´on ahora usted debe realizar las siguientes actividades: 1. Describa el proceso de carga de un capacitor y su funci´on.
2. A partir de los datos obtenidos calcular el valor de la carga el´ectrica almacenada en los 3 casos (con los 2 vasos de Faraday y para la placa circular).
3. Con los datos obtenidos calcular el valor de la energ´ıa potencial el´ectrica almacenada en los 3 casos (con los 2 vasos de Faraday y para la placa circular).
4. Compare el tipo de carga generada y su valor de acuerdo al material (lana, algod´on, papel peri´odico) con el que frot´o las varillas.
5. ¿Qu´e tipo de carga se genera en cada una de las varillas empleadas?. Confronte sus resultados con el tipo de carga que producen estos materiales seg´un la literatura.
BIBLIOGRAF´IA TEXTOS SUGERIDOS
SERWAY, Raymond. FISICA tomo I, Quinta edici´on. Ed. McGraw Hill.
OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. F´ısica para ingenier´ıa y ciencias. Volumen 1. Tercera edici´on. Ed. Mc Graw Hill.
TEXTOS COMPLEMENTARIOS
SADIKU, Matthew. Elementos de Electromagnetismo, Tercera edici´on. FLEISCH, Kraus. Electromagnetismo con aplicaciones, Quinta edici´on. RODRIGUEZ, Omar. F´ısica Electromagnetismo.
UNIDADES TECNOL ´OGICAS DE SANTANDER
IDENTIFICACI ´ON
UNIDAD ACAD´EMICA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS B´ASICAS
ASIGNATURA LABORATORIO DE F´ISICA
UNIDAD TEM ´ATICA ELECTROMAGNETISMO
PR ´ACTICA No6 Hist´eresis del n´ucleo de un transformador
COMPETENCIA RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Evaluar las leyes del Electromagnetismo mediante la experimentaci´on, aplicaci´on y an´alisis de resultados obtenidos en pruebas de laboratorio.
Valida los conceptos de susceptibilidad y permeabilidad magn´etica en ma- teriales ferromagn´eticos, distingue las partes y lo que ocurre en el ciclo de una curva de hist´eresis a partir de la observaci´on, experimentaci´on y an´alisis de curvas realizadas con ayuda del software CASSY-lab.
ACTIVIDADES
Para la evaluaci´on del informe de laboratorio se tendr´an en cuenta todos los conceptos y explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluaci´on que se evidencia desde la ejecuci´on de la pr´actica hasta la realizaci´on y puntualidad de la entrega del informe de parte del estudiante al profesor.
El preinforme escrito del laboratorio que usted realizar´a se entrega al iniciar la pr´actica y debe contener: t´ıtulo de la pr´actica, objetivos, marco te´orico (corresponde a la teor´ıa investigativa acerca del tema de la pr´actica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecuci´on) y bibliograf´ıa.
Los temas de la investigaci´on te´orica acerca de la pr´actica son los siguientes: XConcepto de corrientes par´asitas.
XConcepto de permeabilidad magn´etica. XConcepto de dominio magn´etico.
XMateriales ferromagn´eticos, paramagn´eticos y diamagn´eticos (conceptos, propiedades, caracter´ısticas y tipos de materiales).
X¿Qu´e es la hist´eresis magn´etica y como se produce?. Explicaci´on de la curva. XFormas de las curvas de hist´eresis y aplicaciones.
Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: c´alculos, an´alisis de los resultados obtenidos (datos), an´alisis de gr´aficas, evaluaci´on, observaciones y conclusiones.
LISTA DE MATERIALES
Sensor Cassy
Adaptador de corriente
N´ucleo en forma de U con yugo Dispositivo de sujeci´on
Transformador de 500 espiras
Generador de funciones S12 con adaptador
Resistencia STE, 1 Ohmio, 2 W Tablero de conexi´on
8 Cables, 100cm, negros
PC con Windows 95/98/NT o mejor versi´on Sofware CASSY-Lab
MONTAJE Y EJECUCI ´ON DEL EXPERIMENTO
Para realizar el montaje deber´a seguir los siguiente pasos con ayuda de la gr´afica 1 y as´ı poder empezar a desarrollar la pr´actica:
Figura 1
1. Conectar la Resistencia de 1 Ohmio sobre el tablero de conexi´on como se muestra en la figura 1.
2. Conectar los cables negros de acuerdo a lo mostrado en la figura 1. 3. Conectar el sensor CASSY por puerto serial al PC.
4. Conectar el sensor CASSY con el adaptador de corriente al toma corriente.
NOTA: Para evitar el sobrecalentamiento cuando no se encuentre trabajando mantenga desconectado el
generador de funciones S12 y el sensor Cassy.
Para la ejecuci´on del experimento usted deber´a realizar los siguientes pasos:
1. Ingresar al CASSY-lab dar clic en cerrar en la ventana que aparece. 2. En la nueva ventana (ajustes) que aparece dar clic en cargar ejemplo.
3. En la ventana de ejemplos de ensayo dar clic en F´ısica y luego en la pr´actica llamada Hist´eresis del hierro de un transformador.
4. Se da clic en cargar ejemplo cargar ejemplo (sin Power-CASSY). 5. Cerrar las ventanas que aparecen excepto la ventana de ajustes.
6. En la ventana de ajustes y en la pesta˜na General se activa el sensor CASSY con un clic, como se muestra en la figura 2.
7. Cerrar la ventana de ajustes y en documento nuevo dar clic, para iniciar las nuevas mediciones.
Ahora est´a listo para empezar a ejecutar el experimento.
1. Ajuste el generador de funciones a una frecuencia de 0,2 Hz, onda senoidal y un voltaje inducido U=2 V. 2. Ahora dar clic en el bot´on de ajustes y en la pesta˜na CASSY dar clic sobre la figura del sensor en IA1. Aparece una ventana de configuraci´on de entrada del sensor, all´ı dar clic el bot´on corregir. Aparece una ventana para corregir valores medidos, all´ı el cuadro Offset escribir cero (0) y dar clic en corregir offset, como aparece en la figura 3.
3. Cerrar las ventanas de corregir valores medidos y la de configuraci´on del sensor.
Figura 2
4. Ahora dar clic sobre la figura del sensor en UB1, all´ı dar clic en corregir. Aparece una ventana para corregir
valores medidos, all´ı en el cuadro de Offset escribir cero (0) y dar clic en corregir Offset, como se muestra en la figura 3.
5. Cerrar las ventanas de corregir valores medidos, la de configuraci´on del sensor y por ´ultimo la de ajustes.
6. Recuerde que las mediciones se inician y se detienen con el bot´on , en este caso dar clic para que inicie y termine la toma de datos y la representaci´on de la curva de hist´eresis.
7. Ahora cambie el ajuste del generador de funciones a una frecuencia de 0,3 Hz y 0.4 Hz onda senoidal y un
voltaje inducido U=2 V, graficando las 3 curvas en la misma cuadricula del Cassy-Lab.
8. Ahora cambie el ajuste del generador de funciones a una frecuencia de 0,1 Hz, onda senoidal y un voltaje
inducido U = 1V , 1,5V y 2V , graficando las 3 curvas en la misma cuadricula del Cassy-Lab.
9. Ahora ajuste el generador de funciones a una frecuencia de 0.2 Hz, onda senoidal y el voltaje inducido en
2 V, dejando que la curva realice 5 ciclos en la cuadricula del Cassy-Lab.
Figura 3 73
EVALUACI ´ON
Como parte de la evaluaci´on ahora usted debe realizar las siguientes actividades:
1. Con el CassyLab calcule la integral de pico para los ciclos de la curva de hist´eresis (para cada gr´afica) 2. ¿Qu´e significa el valor de la integral calculada?
3. Graficadas en la misma cuadricula compare las diferentes curvas de hist´eresis que obtuvo cuando cambi´o la frecuencia. Explique el porqu´e de su diferencia.
4. Graficadas en la misma cuadricula haga compare las diferentes curvas de hist´eresis que obtuvo cuando cambi´o el voltaje inducido U. Explique el porqu´e de su diferencia.
5. Explique el comportamiento de la curva de hist´eresis, es decir ¿porqu´e tiene esa forma?.
6. Con base en la gr´afica del numeral 9 del procedimiento explique ¿Qu´e fen´omeno f´ısico ocurre para que en los diferentes ciclos la curva de hist´eresis no pase por el mismo trazado?.
BIBLIOGRAF´IA TEXTOS SUGERIDOS
GURU, Bhag S. MAQUINAS ELECTRICAS Y TRANSFORMADORES, Segunda edici´on. Ed. Mc Graw Hill. SEGUI CHILET, Salvador. FUNDAMENTOS BASICOS DE LA ELECTRONICA DE POTENCIA.
OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. F´ısica para ingenier´ıa y ciencias. Volumen 2. Tercera edici´on. Ed. Mc Graw Hill.
TEXTOS COMPLEMENTARIOS
TIPLER, A, F´ısica, tomo I y II.
RODRIGUEZ, O, F´ısica electromagnetismo. RAYMOND, A. F´ısica para ciencias e Ingenier´ıa.