UNIVERSIDAD NACIONA MA!OR DE SAN MARCOS
UNIVERSIDAD NACIONA MA!OR DE SAN MARCOS
(Universidad del Perú,
(Universidad del Perú, DECANA DE AME
DECANA DE AMERICA)
RICA)
FACU"AD DE CIENCIAS F#SICAS
FACU"AD DE CIENCIAS F#SICAS
A$ORA"ORIO DE EEC"RICIDAD ! MA%NE"ISMO
A$ORA"ORIO DE EEC"RICIDAD ! MA%NE"ISMO
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Coordinador de DAI
Coordinador de DAI
Ms. !"cas Alvarado Pinedo
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Man"al de !a%ora&orio de 'sica III
Man"al de !a%ora&orio de 'sica III
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avaavaEdicin
Edicin
DAI - C - UNMM
DAI - C - UNMM
Direcci&n y edici&n general
Direcci&n y edici&n general
iviano Miramira
iviano Miramira Ti"la
Ti"la
A"/"rio 0avala
A"/"rio 0avala Tr"1illo
Tr"1illo
2il%er&o 3ac&a4o 3ac&a4o
2il%er&o 3ac&a4o 3ac&a4o
Arn"l$o 2"ill5n 2"evara
Arn"l$o 2"ill5n 2"evara
6"eda ro7i%ida la rerod"ccin &o&al o arcial de la resen&e o%ra sin consen&imien&o exreso 6"eda ro7i%ida la rerod"ccin &o&al o arcial de la resen&e o%ra sin consen&imien&o exreso del a"&or, con arre/lo a la le/islacin vi/en&e nacional re
del a"&or, con arre/lo a la le/islacin vi/en&e nacional re sec&o a Derec7os de A"&or sec&o a Derec7os de A"&or
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Índice
Índice
Metas de aprendizaje del manual de
Metas de aprendizaje del manual de laboratorio de electricidad y laboratorio de electricidad y magnetismomagnetismo
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Metas de Aprendizaje del manual de
Metas de Aprendizaje del manual de
Laboratorio de Física III
Laboratorio de Física III
!os D<CENTE de la
!os D<CENTE de la ACUACU!T!TAD DE CIENCIA 'sicas &ienen AD DE CIENCIA 'sicas &ienen como o%1e&ivo rincial como o%1e&ivo rincial lala &ransmisin de conocimien&os 4 es median&e la ensean9a de los !a%ora&orios de III F"e se &ransmisin de conocimien&os 4 es median&e la ensean9a de los !a%ora&orios de III F"e se lasma en el $"&"ro de los ro$esionales de n"es&ro a's, se les desea m"c7o 5xi&o en la lasma en el $"&"ro de los ro$esionales de n"es&ro a's, se les desea m"c7o 5xi&o en la e1ec"cin de los exerimen&os F"e &endrán como o%1e&ivoG
e1ec"cin de los exerimen&os F"e &endrán como o%1e&ivoG
El a,rendi-a.e de/
El a,rendi-a.e de/
I0 CORRIEN"E CON"INUA
I0 CORRIEN"E CON"INUA
El c"rso &ransmi&e conocimien&os %ásicos de El c"rso &ransmi&e conocimien&os %ásicos de &ecnolo/'a de corrien&e con&in"a. Al resec&o, &ecnolo/'a de corrien&e con&in"a. Al resec&o, lo
los s &e&emas mas cecen&n&ralrales es sosonG nG la la rerelalacicin n enen&re&re &ensin, corrien&e 4 resis&encia el5c&ricas (le4 &ensin, corrien&e 4 resis&encia el5c&ricas (le4 de
de <7m<7m) ) al al i/i/"al F"e "al F"e la la didis&s&riri%"c%"ciin n de de lala corrien&e 4 la &ensin en el circ"i&o de corrien&e corrien&e 4 la &ensin en el circ"i&o de corrien&e con&in"a (le4es de Hirc77o$$). Una m"l&ilicidad con&in"a (le4es de Hirc77o$$). Una m"l&ilicidad de
de eexxererimimenen&o&os s %a%asasadodos s en en cicircrc"i"i&&osos el5c&
el5c&ricos, con ricos, con resis&resis&encias con$i/"radencias con$i/"radas as enen serie 4 en aralelo, al i/"al F"e com%inaciones serie 4 en aralelo, al i/"al F"e com%inaciones en&
en&re re es&es&as as dos dos concon$i/"$i/"racracioniones, es, a4"a4"dan dan aa il"s&rar los con&enidos &ericos.
il"s&rar los con&enidos &ericos.
"ncionamien&o 4 arovec7amien&o de la elec&ricidad "ncionamien&o 4 arovec7amien&o de la elec&ricidad Modelo a&mico
Modelo a&mico
Ma/ni&"des el5c&ricas %ásicasG
Ma/ni&"des el5c&ricas %ásicasG carga, tensión ycarga, tensión y corriente
corriente Circ"i&os el5c&ricos sencillos Circ"i&os el5c&ricos sencillos
Resis&encia el5c&rica Resis&encia el5c&rica
Medicin de corrien&e 4 &ensin en el circ"i&o el5c&rico Medicin de corrien&e 4 &ensin en el circ"i&o el5c&rico !e4 de <7m
!e4 de <7m !e4es de Hirc77o$$ !e4es de Hirc77o$$
Análisis de circ"i&os de resis&encias sencillos (c irc"i&os en serie 4 en Análisis de circ"i&os de resis&encias sencillos (c irc"i&os en serie 4 en
aralelo) De&erminacin de la resis&encia or medio de "n circ"i&o "en&e aralelo) De&erminacin de la resis&encia or medio de "n circ"i&o "en&e Po&encia el5c&rica
Po&encia el5c&rica
"ncionamien&o de las resis&encias varia%les "ncionamien&o de las resis&encias varia%les
o%ina 4 condensador en el circ"i&o de corrien&e con&in"a o%ina 4 condensador en el circ"i&o de corrien&e con&in"a Camo ma/n5&ico
Camo ma/n5&ico Circ"i&o de corrien&e al&erna Circ"i&o de corrien&e al&erna
II0 MA%NE"ISMO !
II0 MA%NE"ISMO ! EEC"ROMA%NE"
EEC"ROMA%NE"ISMO
ISMO..
En es&e c"rso se adF"irirán conocimien&os &ericos 4 En es&e c"rso se adF"irirán conocimien&os &ericos 4 rác&icos so%re el &ema Ma/ne&ismo 4
rác&icos so%re el &ema Ma/ne&ismo 4
elec&roma/ne&ismo. Como ar&e cen&ral del c"rso se elec&roma/ne&ismo. Como ar&e cen&ral del c"rso se reali9arán exerimen&os con imanes, %o%inas 4 o&ros reali9arán exerimen&os con imanes, %o%inas 4 o&ros comonen&es imor&an&es, en los c"ales se anali9ará s" comonen&es imor&an&es, en los c"ales se anali9ará s" $"ncionamien&o, comor&amien&o 4 e$ec&os. de los
$"ncionamien&o, comor&amien&o 4 e$ec&os. de los comonen&es.
comonen&es.
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Contenidos de a,rendi-a.e/
· Es&"dio de imanes ermanen&es 4 ma&eriales ma/n5&icos · Análisis del e$ec&o dinámico ma/n5&ico
· Análisis de olos ma/n5&icos
· Medicin del camo ma/n5&ico de "n cond"c&or or el F"e circ"la corrien&e · Exlicar la in&ensidad del camo 4 el $l"1o ma/n5&ico
· Es&"dio de las l'neas de camo
· Reconocer 4 exlicar las di$erencias en&re "na %o%ina sin núcleo 4 con núcleo · Descri%ir el camo de "na %o%ina
· Jeri$icar la remanencia
· Exlicar la ind"ccin elec&roma/n5&ica
· Reali9ar 4 exlicar la ind"ccin con "n cond"c&or 4 "n núcleo en movimien&o · Conocer el e$ec&o F"e se rod"ce al encender 4 aa/ar "na ind"c&ancia · Exlicar la $"er9a de !oren&9.
· Anali9ar 4 exlicar el rinciio 4 la es&r"c&"ra del &rans$ormador · Comrender 4 "&ili9ar el rel5
· Anali9ar el $"ncionamien&o del in&err"&or de lámi nas 4 "&ili9arlo · Comrender el rinciio del a"&oenclavamien&o.
· Mon&ar 4 oner en $"ncionamien&o "n circ"i&o de con&rol con a"&oenclavamien&o · Comrender el $"ncionamien&o del sensor de e$ec&o Kall 4 conocer el circ"i&o de
alicacin
III0 CORRIEN"E A"ERNA
!a corrien&e denominada al&erna (C.A.), F"e se di$erencia de la corrien&e con&in"a or el cam%io cons&an&e de olaridad F"e e$ec&úa or cada ciclo. !a carac&er's&ica rincial de "na corrien&e al&erna es F"e d"ran&e "n ins&an&e de &iemo "n olo es ne/a&ivo 4 el o&ro osi&ivo, mien&ras F"e en el ins&an&e si/"ien&e las olaridades se invier&en &an&as veces como ciclos or se/"ndo o 7er&9 osea esa corrien&e.
En Circuitos de corriente alterna con condensadores se es&"dia el comor&amien&o de las resis&encias, condensadores 4 %o%inas de&erminando la Caaci&ancia e Ind"c&ancia.
Contenido de a,rendi-a.e
· El condensador como almacenador de ener/'a
· De&erminacin de la caacidad de "n condensador con el m"l&'me&ro Me&raKi& · De&erminacin de la caacidad en "n divisor de &ensin RC
· !a Ind"c&ancia almacenamien&o de ener/'a L resis&encia 7mica · De&erminacin de la ind"c&ancia en "n divisor de &ensin R! · Circ"i&os con ind"c&ancias en serie 4 en aralelo
Cargas El2ctricas y
Cuer,os Electri-ados
E3,eriencia N4 '
*.
O$5E"IVOSG
*. Comro%ar exerimen&almen&e la exis&encia de "na de las roiedades de la ma&eria llamada car/a el5c&rica.
:. Exerimen&ar con la elec&ri$icacin de los c"eros median&e las diversas $ormas. ;. Jeri$icar la in&eraccin elec&ros&á&ica e n&re car/as de i/"a l si/no 4 de
si/nos o"es&os.
+. Conocer el $"ncionamien&o 4 los rinciios $'sicos de "n /enerador Elec&ros&á&icomáF"ina de ims7"rs& 4 e l /enerador de Jan de 2raa$$.
*67 MA"ERIAES
El eF"io de elec&ros&á&ica U@+B*= cons&a de "n &a%lero de des&ellos, c"%ier&a de elec&rodos es$5ricos, r"eda con "n&a, %arra de $riccin de lás&ico, con clavi1ero de + mm, soor&e de desi&o , rodamien&o de a/"1as con clavi1a de conexin , soor&e con /anc7o ara 5nd"lo do%le de %oli&as de saúco, clavi1a de conexin en an&alla de seda en varilla, &ro9os de m5d"la de saúco , &a%lero de %ase en clavi1a de conexin 4 carril de rodamien&o con %olas, cadenas de conexin, es$era cond"c&ora de ; mm de diáme&ro, con clavi1a de conexin, c"%ier&a con elec&rodos de "n&a, ie de soor&e, varilla de soor&e aislada, con man/"i&os de soor&e 4 de conexin 4 1"e/o de camanas.
-P5nd"los de &ecnoor& -Elec&roscoio
-arras de ace&a&o 4 vinili&a
i/"ra. *. Paos de al/odn, i/"ra. ;. i/"ra. +. P5nd"lo
i/"ra.:. arras de Elec&roscoio. el5c&rico seda 4 lana.
ace&a&o, vinili&o 4 vidrio.
-MáF"ina de ims7"rs&, modelo U*=;*. -2enerador de Jan de 2raa$$
+67FUNDAMEN"O "9ORICO6
e a&ri%"4e a Tales de Mile&o (>+=+@ A.C.) 7a%er o%servado F"e "n &ro9o de ám%ar $ro&ado con "n ao o "na iel adF"iere la roiedad de a&raer c"eros livianos. . 2il%er& (*=+ -*>;) comro% F"e no slo el ám%ar al ser $ro&ado a&ra'a c"eros li/eros, sino &am%i5n lo 7ac'an m"c7os o&ros c"eros como el vidrio, la e%oni&a, la resina el a9"$re, e&c. C"ando s"cede es&o se dice F"e el c"ero 7a sido elec&ri9ado or $ro&amien&o. Ace&amos F"e 7a aarecido en ellos "na can&idad de elec&ricidad o "na cier&a car/a el5c&rica F"e es la ca"san&e de las a&racciones, o re"lsiones en&re ellas.
Exis&en dos &ios de car/as el5c&ricas. e comr"e%a exerimen&almen&e F"e c"eros con car/as el5c&ricas de i/"al &io se reelen, mien&ras F"e los de &io dis&in&o se a&raen. !os dos &ios de car/as el5c&ricas exis&en&es son denominadas car/as osi&ivas 4 car/as ne/a&ivas. A "n c"ero F"e no es&5 car/ado el5c&ricamen&e se el denomina c"ero elec&ros&á&icamen&e ne"&ro, en es&e caso decimos F"e &iene i/"al nú mero de car/as de am%os &ios.
%ENERADOR EEC"ROS":"ICO/ M:;UINA DE <IMS=URS">
!a máF"ina de ims7"rs& es "n /enerador elec&ros&á& ico de al&o vol&a1e desarrollado en&re *@@ 4 *@@; or el inven&or %ri&ánico #ames ims7"r s& (*@;: *B;). El /enerador elec&ros&á&ico sirve ara /enerar al&as &ensiones cons&an&es, no son eli/rosas al con&ac&o.
Par&es del 2enerador Elec&ros&á&icoG
(*) Disco de acr'lico con lacas de es&ao El /enerador elec&ros&á&ico cons&a de dos discos de cris&al acr'lico, de i/"al &amao, mon&ados so%re "n e1e 7ori9on&al, aralelamen&e, 4 con escasa dis&ancia en&re s'.
(:) !is&n de aislamien&o, el c"al se enc"en&ra a&ornillado al e1e.
(;) arra de elec&rodos, Os&as se enc"en&ran conec&ados con las %arras de elec&rodos, c"4os ex&remos &ienen $orma de do%le es$era 4 en&re las F"e se e$ec&úa la descar/a de c7isas. (+) o&ellas de !e4den.
(=) in&err"&or de aislamien&o.
(>) Cond"c&or &ransversal con inceles de me&al !a cara ex&erna de los discos es&á oc"ada circ"larmen&e or 7o1as de es&ao. ren&e a cada disco, se 7a $i1ado al e1e "n cond"c&or &ransversal, /ira%le, con dos inceles de me&al, F"e $ro&an las 7o1as de es&ao.
(?) Es&ri%o con esco%illas. Para la &oma de corrien&e se emlean dos esco%illas $i1adas a "n es&ri%o, en el ex&remo del lis&n de aislamien&o. !a dis&ancia en&re las esco%illas 4 los discos es re/"la%le, 4 de%e ser de al/"nos mil'me&ros.
(@) Palanca de acolamien&o ara conexin de las %o&ellas de !e4den.
FuncionamientoG
a1o los inceles, las car/as osi&ivas o ne/a&ivas de las 7o1as de es&ao del disco * e1ercen "na in$l"encia so%re las del disco '6 3 es&as, or o&ra ar&e, in$l"encian las car/as de las 7o1as de es&ao del disco *, c"ando es&as asan or el incel F"e se enc"en&ra en$ren&e. !as car/as son en&onces a%sor%idas or las esco%illas 4 se cond"cen, ara s" descar/a, a las %arras de elec&rodos o las %o&ellas de eyden or medio de las es$eras cond"c&oras. !a lon/i&"d de las c7isas deende del diáme&ro del d isco.
%ENERADOR EEC"ROS":"ICO> M:;UINA DE VAN DE %RAAFF/
El /enerador de Van de %raa@@ %V% es "n aara&o "&ili9ado ara crear /randes vol&a1es. En realidad es "n elec&r$oro de $"ncionamien&o con&in"o.
e %asa en los $enmenos de elec&ri9acin or con&ac&o 4 en la ind"ccin de car/a. Es&e e$ec&o es creado or "n camo in&enso 4 se asocia a la al&a densidad de car/a en las "n&as.
El rimer /enerador elec&ros&á&ico $"e cons&r"ido or Ro%er& #emison Jan de 2raa$$ en el ao *B;* 4 desde en&onces no s"$ri modi$icaciones s"s&anciales.
E3isten dos modelos bBsicos de generador G a) El F"e ori/ina la ioni9acin del aire si&"ado en s" ar&e in$erior, $ren&e a la correa, con "n /enerador ex&erno de vol&a1e ("n aara&o di$eren&e conec&ado a la red el5c&rica 4 F"e crea "n /ran vol&a1e)
%) El F"e se %asa en el e$ec&o de elec&ri9acin
or con&ac&o. En es&e modelo el mo&or ex&erno slo se emlea ara mover la correa 4 la or con&ac&o. En es&e modelo el mo&or ex&erno slo se emlea ara mover la correa 4 la elec&ri9acin se rod"ce or con&ac&o. Podemos moverlo a mano con "na manivela 4 $"nciona elec&ri9acin se rod"ce or con&ac&o. Podemos moverlo a mano con "na manivela 4 $"nciona i/"al F"e con el mo&or.
i/"al F"e con el mo&or.
En los dos modelos las car/as creadas se deosi&an so%re la correa 4 son &ransor&adas 7as&a En los dos modelos las car/as creadas se deosi&an so%re la correa 4 son &ransor&adas 7as&a la ar&e in&erna de
la ar&e in&erna de la cú"la donde, or la cú"la donde, or e$ec&o ar ada4e$ec&o ar ada4, se , se desladesla9an 7as&a la 9an 7as&a la ar&e ex&ernaar&e ex&erna de la es$era F"e "ede se/"ir /anando más 4 más 7as&a conse/"ir "na /ran car/a.
de la es$era F"e "ede se/"ir /anando más 4 más 7as&a conse/"ir "na /ran car/a.
Consta de/ Figura *0 Consta de/ Figura *0
''. Una es$era me&álica 7"eca en la ar&e s"erior.. Una es$era me&álica 7"eca en la ar&e s"erior.
**. Una col"mna aislan&e de ao4o F"e no se ve en el. Una col"mna aislan&e de ao4o F"e no se ve en el diseo de la i9F"ierda, ero F"e es necesaria ara soor&ar diseo de la i9F"ierda, ero F"e es necesaria ara soor&ar el mon&a1e.
el mon&a1e.
++. Dos rodillos de di$eren&es ma&erialesG el s"erior, F"e. Dos rodillos de di$eren&es ma&erialesG el s"erior, F"e /ira li%re arras&rado or la correa 4 el in$erior movido or "n /ira li%re arras&rado or la correa 4 el in$erior movido or "n mo&or conec&ado a s" e1e.
mo&or conec&ado a s" e1e.
((. Dos eines me&álicos (s"erior e in$erior) ar a ioni9ar . Dos eines me&álicos (s"erior e in$erior) ar a ioni9ar el aire. El in$erior es&á conec&ado a &ierra 4 el s "erior al el aire. El in$erior es&á conec&ado a &ierra 4 el s "erior al in&erior de la es$era.
in&erior de la es$era.
11. Una correa &ransor&adora de ma&erial aislan&e (el ser de. Una correa &ransor&adora de ma&erial aislan&e (el ser de color claro indica F"e no lleva comonen&es de car%ono F"e color claro indica F"e no lleva comonen&es de car%ono F"e la 7ar'an cond"c&ora).
la 7ar'an cond"c&ora).
88. Un mo&or el5c&rico mon&ado so%re "na %ase aislan&e. Un mo&or el5c&rico mon&ado so%re "na %ase aislan&e c"4o e1e &am%i5n es el e1e del cilindro in$erior. En l"/ar del c"4o e1e &am%i5n es el e1e del cilindro in$erior. En l"/ar del mo&or se "ede oner "n en/rana1e con manivela ara mo&or se "ede oner "n en/rana1e con manivela ara mover &odo a mano.
mover &odo a mano.
Funcionamiento Figura 7+0 Funcionamiento Figura 7+0
Una correa &ransor&a la car/a el5c&rica F"e se $orma en la Una correa &ransor&a la car/a el5c&rica F"e se $orma en la ioni9acin del aire or el e$ec&o de las "n&as del eine ioni9acin del aire or el e$ec&o de las "n&as del eine in$erior 4 la de1a en la
in$erior 4 la de1a en la ar&e in&erna de la es$era ar&e in&erna de la es$era s"erior.s"erior. El in&enso camo el5c&rico F"e se es&a%lece en&re el rodillo 4 El in&enso camo el5c&rico F"e se es&a%lece en&re el rodillo 4 las "n&as del eine si&"adas a "nos mil'me&ros de la las "n&as del eine si&"adas a "nos mil'me&ros de la %anda, ioni9a el aire.
%anda, ioni9a el aire.
!os elec&rones del eine no a%andonan el me&al ero el !os elec&rones del eine no a%andonan el me&al ero el $$""erer&&e e ccamamo o ccrreeadado o aarrrraanncca a eellecec&&rroonnees s aal l aaiirree convir&i5ndolo en lasma cond"c&or
convir&i5ndolo en lasma cond"c&or e@ecto Corona7e@ecto Corona7 4 al ser 4 al ser re
reelielido do or or las las "n"n&as &as se se conconvievier&e r&e en en vievien&o n&o el5el5c&rc&ricoico ne/a&ivo.
ne/a&ivo.
arte su,erior arte su,erior
!as "n&as del eine se v"elven osi&ivas 4 las car/as ne/a&ivas se van 7acia el in&erior de la !as "n&as del eine se v"elven osi&ivas 4 las car/as ne/a&ivas se van 7acia el in&erior de la es$era.
es$era.
Un /enerador de Jan de 2raa$$ no $"nciona en el vac'o. !a Un /enerador de Jan de 2raa$$ no $"nciona en el vac'o. !a e$icacia deende de los ma&eriales de los rodillos 4 de la correa. El e$icacia deende de los ma&eriales de los rodillos 4 de la correa. El /enerador "ede lo/rar "na car/a más al& a de la es$era si el /enerador "ede lo/rar "na car/a más al& a de la es$era si el rodillo s"erior se car/a ne/a&ivamen&e e ind"ce en el eine rodillo s"erior se car/a ne/a&ivamen&e e ind"ce en el eine ca
car/r/as as oosisi&i&ivavas s F"F"e e crcreaean n "n "n $"$"erer&e &e cacammo o $r$renen&e &e a a 5l 5l 44 con&ri%"4en a F"e las car/as ne/a&ivas se va4an 7acia la ar&e con&ri%"4en a F"e las car/as ne/a&ivas se va4an 7acia la ar&e in
in&e&erna rna de de la la eses$e$erara. . El El e$e$ecec&o &o es es F"F"e e lalas s aar&r&'c'c"l"las as de de aiairere car/adas ne/a&ivamen&e se van al eine 4 le ceden el elec&rn car/adas ne/a&ivamen&e se van al eine 4 le ceden el elec&rn F"e asa al in&erior de la es$era me&álica de la cú "la F"e F"e asa al in&erior de la es$era me&álica de la cú "la F"e adF"iere car/a ne/a&iva.
adF"iere car/a ne/a&iva.
Por el e$ec&o arada4 (F"e exlica or F"5 se car/a &an
Por el e$ec&o arada4 (F"e exlica or F"5 se car/a &an %ien "na%ien "na es
es$e$era ra 7"7"ececa) a) &o&oda da la la cacar/r/a a aasa sa a a la la eses$e$era ra 4 4 se se rereeelele si&"ándose en la cara ex&erna. 2racias a es&o la es $era si/"e si&"ándose en la cara ex&erna. 2racias a es&o la es $era si/"e
'(
car/ándose 7as&a adF"irir "n /
car/ándose 7as&a adF"irir "n /ran o&encial 4 la ca r/a ran o&encial 4 la ca r/a asa del eine al in&erior.asa del eine al in&erior.
(67 ROCEDIMIEN"O/
(67 ROCEDIMIEN"O/
A
A. U%iF"e en la mesa de &ra%a1o en la osicin más. U%iF"e en la mesa de &ra%a1o en la osicin más adec"ada la máF"ina de ims7"rs& 4adec"ada la máF"ina de ims7"rs& 4 Jan De 2raa$$.
Jan De 2raa$$.
$
$. Exerimen&e la In&eraccin en&re las %arras car/adas 4 la es$era de &ecnoor& F"e es&á. Exerimen&e la In&eraccin en&re las %arras car/adas 4 la es$era de &ecnoor& F"e es&á s"sendida en el 5nd"lo el5c&rico
s"sendida en el 5nd"lo el5c&rico
A7'
A7' MaHuina
MaHuina de
de <imsurst
<imsurst
*. Iden&i$iF"e las ar&es de las máF"inas elec&ro s&á&icas *. Iden&i$iF"e las ar&es de las máF"inas elec&ro s&á&icas
:. 2ire len&amen&e la manivela en sen&ido 7orario, los cond"c&ores &ransversales de%en :. 2ire len&amen&e la manivela en sen&ido 7orario, los cond"c&ores &ransversales de%en sealar, or arri%a, 7acia la i9F"ierda 4 or de%a1o, 7acia la derec7a, en "n án/"lo de +=8, en sealar, or arri%a, 7acia la i9F"ierda 4 or de%a1o, 7acia la derec7a, en "n án/"lo de +=8, en relacin con la %arra de aislamien&o.
relacin con la %arra de aislamien&o.
;. Man&en/a el in&err"&or de aislamien&o a%ier&o 4 ano&e lo o%servado. ;. Man&en/a el in&err"&or de aislamien&o a%ier&o 4 ano&e lo o%servado. +. A7ora cierre el in&err"&or, ano&e lo o%servado.
+. A7ora cierre el in&err"&or, ano&e lo o%servado.
=. Conec&e las %o&ellas de !e4den, ano&e lo o%servado. !os asos :, ; 4 + se e$ec&úan =. Conec&e las %o&ellas de !e4den, ano&e lo o%servado. !os asos :, ; 4 + se e$ec&úan /irando las manivelas del eF"io.
/irando las manivelas del eF"io. >. De&ermine la
>. De&ermine la olariolaridad del dad del /enerad/enerador or elec&relec&ros&á&ios&á&ico or co or medio de medio de "n elec&rosco"n elec&roscoio. Es&eio. Es&e úl&imo se car/a con "n elec&rodo 4 se &oca l"e/o c on "na %arra de lás&ico reviamen&e úl&imo se car/a con "n elec&rodo 4 se &oca l"e/o c on "na %arra de lás&ico reviamen&e $ro&ada con lana, ano&e el si/no de la car/a.
$ro&ada con lana, ano&e el si/no de la car/a.
?. A7ora acerF"e "na lámara de $l"orescen&e 4 an
?. A7ora acerF"e "na lámara de $l"orescen&e 4 an o&e lo o%servado, iden&i$iF"e la olaridado&e lo o%servado, iden&i$iF"e la olaridad de la lámara.
de la lámara.
@. Descar/a de "n&a ($i/"ra +) colocar la r"eda de @. Descar/a de "n&a ($i/"ra +) colocar la r"eda de "n&a so%re el rodamien&o de a/"1as en el soor&e, conec&ar "n&a so%re el rodamien&o de a/"1as en el soor&e, conec&ar la $"en&e de car/a 4 &ransmi&ir la car/a, ano&e lo o%servado. la $"en&e de car/a 4 &ransmi&ir la car/a, ano&e lo o%servado. B
B. . P5P5ndnd"l"lo o dodo%l%le e ($($i/i/"ra "ra =) =) cocololocacar r "n "n 55ndnd"l"lo o dede %oli&as de saúco en soor&e con /anc7o, conec&ar a la $"en&e %oli&as de saúco en soor&e con /anc7o, conec&ar a la $"en&e de car/a 4 &ransmi&ir "na car/a a &rav5s de 5s&a, ano&e lo de car/a 4 &ransmi&ir "na car/a a &rav5s de 5s&a, ano&e lo o%servado.
o%servado.
*. Clavi1a de conexin en an&alla de seda ($i/"ra>) *. Clavi1a de conexin en an&alla de seda ($i/"ra>) colocar la clavi1a de conexin en an&alla de seda so%re el colocar la clavi1a de conexin en an&alla de seda so%re el so
sooror&e&e, , coconenec&c&ar ar a a lalas s $"$"enen&e&es s de de cacar/r/a a 4 4 acacrerececen&n&ar ar len&amen&e la car/a alicada, ano&e lo o%servado.
len&amen&e la car/a alicada, ano&e lo o%servado.
'(
**. #"e/o de camanas ($i/"ra ?) colocar so%re el 1"e/o de camanas, conec&ar la $"en&e **. #"e/o de camanas ($i/"ra ?) colocar so%re el 1"e/o de camanas, conec&ar la $"en&e de car/a 4 a"men&ar len&amen&e la car/a s"minis&rada, ano&e lo o%servado.
de car/a 4 a"men&ar len&amen&e la car/a s"minis&rada, ano&e lo o%servado.
*:. Ta%lero de des&ellos ( $i/"ra @) colocar el &a%lero de des&ellos en el soor&e, conec&ar las *:. Ta%lero de des&ellos ( $i/"ra @) colocar el &a%lero de des&ellos en el soor&e, conec&ar las $"en&es de car/a 4 a"men&ar len&amen&e el vol"men de la car/a s"minis&rada, ano&e lo $"en&es de car/a 4 a"men&ar len&amen&e el vol"men de la car/a s"minis&rada, ano&e lo o%servado.
o%servado.
*;. Dan9a el5c&ric
*;. Dan9a el5c&rica ( a ( $i/"ra B) colocar el &a%lero de $i/"ra B) colocar el &a%lero de %ase so%re el %ase so%re el soor&soor&e, colocar so%re 5le, colocar so%re 5l %oli&as de saúco de = a @ "nidades, 4 oner encima de la c"%ier&a con elec&rodos es$5ricos %oli&as de saúco de = a @ "nidades, 4 oner encima de la c"%ier&a con elec&rodos es$5ricos inver&ida, conec&ar la $"en&e de car/a 4 a"men&ar len&amen&e la can&idad de car/a s"minis&rada, inver&ida, conec&ar la $"en&e de car/a 4 a"men&ar len&amen&e la can&idad de car/a s"minis&rada, ano&e lo o%servado.
ano&e lo o%servado.
*+. Aara&o $"m'voro ($i/"ra - *) colocar el &a%lero de *+. Aara&o $"m'voro ($i/"ra - *) colocar el &a%lero de %ase so%re el soor&e, inver&ir so%re Es&e la c"%ier&a con %ase so%re el soor&e, inver&ir so%re Es&e la c"%ier&a con elec&rodos de "n&a 4 conec&ar la $"en&e de car/a. Kacer elec&rodos de "n&a 4 conec&ar la $"en&e de car/a. Kacer ene&rar en la c"%ier&a el 7"mo de "n ci/arro o de "na ene&rar en la c"%ier&a el 7"mo de "n ci/arro o de "na vela de 7"mo, ano&e lo o%servado.
vela de 7"mo, ano&e lo o%servado.
*=. Carril de rodamien&o con %olas ($i/"ra **). Colocar *=. Carril de rodamien&o con %olas ($i/"ra **). Colocar so%re el soor&e la laca de %ase, 4 el carril de rodamien&o so%re el soor&e la laca de %ase, 4 el carril de rodamien&o de %olas. Al 7acerlo, ase/úrese de F"e la dis&ancia del de %olas. Al 7acerlo, ase/úrese de F"e la dis&ancia del carril de rodamien&o con %olas no cai/a 7acia "n lado. carril de rodamien&o con %olas no cai/a 7acia "n lado. Coloca la %ola, limia 4 seca, so%re la laca de %ase de &al Coloca la %ola, limia 4 seca, so%re la laca de %ase de &al manera F"e en&re en con&ac&o con el can&o del elec&rodo manera F"e en&re en con&ac&o con el can&o del elec&rodo es$5rico s"erior. Conec&ar la $"en&e de alimen&acin 4 es$5rico s"erior. Conec&ar la $"en&e de alimen&acin 4 s"minis&rar len&amen&e la car/a, ano&e lo o%servado
s"minis&rar len&amen&e la car/a, ano&e lo o%servado
A7*
A7* MBHuina de
MBHuina de V
Van De
an De %raa@@/
%raa@@/
*>. Conec&e la máF"ina de Jan De 2raa$$, a la *>. Conec&e la máF"ina de Jan De 2raa$$, a la $"en&e de :=J de C.A. Ten/a c"idado, si &iene $"en&e de :=J de C.A. Ten/a c"idado, si &iene d"das cons"l&e al
d"das cons"l&e al ro$esor.ro$esor.
**??.. UUnna a vvee9 9 enenccenendididada, , lla a $$a1a1a a vveerr&i&iccalal comen9ará a /irar, iden&i$iF"e el si/no de la car/a comen9ará a /irar, iden&i$iF"e el si/no de la car/a de la es$era, con la a4"da de "n elec&roscoio, de la es$era, con la a4"da de "n elec&roscoio, ano&e lo o%servado.
ano&e lo o%servado. *@.
*@. U&iU&iliclice e los los disdisososi&ii&ivos vos e$ee$ec&"c&"ados ados en en loslos rocesos del B al *?, ano&e lo o%servado.
rocesos del B al *?, ano&e lo o%servado.
'(
*B. AcerF"e el elec&roscoio len&amen&e a la es$era 4 ano&e el máximo valor del án/"lo F"e se desv'a las 7o1"elas.
$6 9NDUO E9C"RICO6
*. AcerF"e c"alF"iera de las %arras, sin $ro&arla, a la es$era de &ecnoor& F"e es&á s"sendida en el 5nd"lo el5c&rico como m"es&ra la
il"s&racin =. Ano&e lo o%servado.
:. ro&e la %arra de ace&a&o con el ao de seda, "e/ol ac5rF"ela a la es$era de &ecnoor&. Rei&a la oeracin $ro&ando la %arra de
vinili&o. Ano&e s"s o%servaciones.
;. Pon/a $ren&e a $ren&e dos es$eras de &ecnoor& s"sendidas en los 5nd"los el5c&ricos. A con&in"acin $ro&e la %arrade vinili&o con el ao de lana, l"e/o &oF"e a la es$era * 4 a la es$era :. Ano&e s"s o%servaciones.
i/. =. In&eraccin en&re las %arras car/adas 4 la es$era de
&ecnoor&.
+. ro&e n"evamen&e la %arra de ace&a&o con el ao de seda 4 la %arra de vinili&o con el ao de lana 4 &oF"e la es$era * con la %arra de ace&a&o 4 a la es$era : con la %arra de vinili&o. Ano&e s"s o%servaciones.
=. Asi/ne el nom%re F"e "s&ed desee a las car/as el5c&ricas o%&enidas en los asos ; 4 +. >. ro&e n"evamen&e la %arra de ace&a&o con el ao de seda, l"e/o &oF"e la es$era * 4 la
es$era :. Ano&e s"s o%servaciones.
?. ro&e n"evamen&e la %arra de vinili&o con el ao de lana, l"e/o ac5rF"ela a la es$era * 4 es$era :. Ano&e s"s o%servaciones
@. AcerF"e sin &ocar la %arra de ace&a&o a la es$era *, sim"l&áneamen&e acerF"e sin &ocar. la %arra de vinili&o a la es$era :. Ano&e s"s o%servaciones.
B. !a il"s&racin ; nos m"es&ra "n elec&roscoio, aara&o F"e nos ermi&e o%servar si "n c"ero es&á elec&ri9ado o no lo es&á. AcerF"e la %a rra de ace&a&o reviamen&e $ro&ada con el ao de seda a la es$era me&álica del elec&roscoio. Ano&e s"s o%servaciones.
*. Man&eniendo cerca de la es$era me&álica, la %ar ra de ace&a&o, coloF"e "n dedo de s" mano so%re la es$era. Ano&e s"s o%servaciones.
**. Man&eniendo cerca de la es$era me&álica la %arr a de ace&a&o, re&ire el dedo F"e 7a%'a colocado so%re ella. Ano&e s"s o%servaciones.
*:. Re&ire la %arra de ace&a&o de la vecindad de la es$era me&álica. Ano&e s"s o%servaciones. *;. Rei&a los asos ?, @, B 4 * con la %arra de vinili&o F"e 7a sido reviamen&e $ro&ada con el
ao de lana.
167 CUES"IONARIO
*. QCmo "ede "s&ed de&erminar el si/no de las car/as de las es$eras de &ecnoor&, exliF"e.
:. En las exeriencias e$ec&"adas, Qcmo odr'a alicar el rinciio de s"erosicin ExliF"e.
;. Del exerimen&o reali9ado, Qse "ede ded"cir F"5 &io de car/a se &raslada de "n c"ero a o&ro
+. En"ncie los &ios de elec&ri9acin, exliF"e cada caso.
=. QPor F"5 el c"ero 7"mano es "n %"en cond"c&or de la elec&ricidad ExliF"e de&alladamen&e.
>. En la il"s&racin > considere F"e la %ola * &iene "na car/a 6 4 la %ola : es&á descar/ada. Considere adem ás F"e las %olas &iene i/"al radio r. Q6"5 s"cederá
?. i/"iendo con la il"s&racin >, s"on/a F"e median&e al/ún desli9amien&o del 7ilo la es$era *, F"e con&iene "na car/a 6, se one en con&ac&o con la es$era :, F"e es&á
descar/ada Q6"5 es lo F"e se o%servará. QC"ál será la ca r/a F"e adF"iere de la es$era :
* :
Figura. 6
@. Resec&o a la re/"n&a =, s"on/a a7ora F"e la %ola * &iene "n radio :r 4 la %ola : "n radio r. i la %ola *, F"e con&iene "na car/a 6, se one en con&ac&o con la %ola : QC"ál será la car/a F"e adF"iere de la es$era :
B. En "n exerimen&o de elec&ros&á&ica se o%serva F"e la dis&ancia en&re las es$eras id5n&icas * 4 :, inicialmen&e descar/adas es de *: cm, (Il"s&racin >). !"e/o de &ransmi&irles la misma car/aq a am%as es$eras es&as se searan 7as&a *> cm. QC"á l es el valor de es&a car/a, si
la masa de cada "na de ellas es de = / 4 la lon/i&"d de los 7ilos en los F"e es&án s"sendidas las es$eras es de ; cm
*. Un o%1e&o car/ado osi&ivamen&e se acerca a la es$era de "n elec&roscoio 4 se o%serva F"e las laminillas se cierran 4 c"ando se si/"e acercando, sin &ocar la es$era, de ron&o las 7o1"elas se a%ren. Q6"5 &io de car/a &iene el elec&roscoio
**. 6"e $"ncin c"mle las %o&ellas de !e4den en la máF"ina de ims7"rs&, exliF"e de&alladamen&e.
*:. D"ran&e el "so del /enerador elec&ros&á&ico s e erci%e "n color carac&er's&ico, inves&i/"e a F"e se de%e. ExliF"e de&alladamen&e.
*;. ExliF"e el oder de las "n&as, 4 s"s alicaciones
*+. Mencione al menos = alicaciones del eF"io de Jan De 2raa$$.
867 CONCUSIONES ! SU%ERENCIAS.
Uso de instrumentacion y materiales en
electricidad
E3,eriencia N4 *
'6 O$5E"IVOS.
*. Conocer el mane1o de ins&r"men&os 4 ma&eriales de "so corrien&e en los exerimen&os de elec&ricidad 4 ma/ne&ismo.
:. Conocer el área de oeracin de los ins&r"men&os 4 de&erminar s"s lec&"ras. ;. Arender a mon&ar circ"i&o sencillo 4 medicin de &ensin 4 corrien&e el5c&rica. +. Iden&i$icacin de los valores de resis&encia.
*6 MA"ERIAES6
ITEMA UNITRSIN. En el c"al odemos &ener los Ins&r"men&os Jir&"ales como "na $"en&e de corrien&e con&in"a, vol&'me&ro, amer'me&ro, osciloscoio.
+6 FUNDAMEN"O "EORICO
C<RRIENTE
E!OCTRICA
!os elec&rones se "eden mover con ma4or velocidad mien&ras ma4or sea la in&ensidad de la &ensin alicada 4 menor sea la resis&encia F"e la red de á&omos oon/a a s" aso. !a
intensidad de corriente I se de$ine como la car/a 6 F"e $l"4e or "nidad de &iemo a &rav5s de
"na seccin &ransversal del cond"c&or, es&o esG
!a "nidad con la F"e se desi/na la in&ensidad de la corrien&e es elamperio (F"e se a%revia con A).
(67 ROCEDIMEN"O
E3,erimento 'a
Circuito sencillo de corriente
En el si/"ien&e exerimen&o se de%e mos&rar, en rimer l"/ar, F"e "na corrien&e "ede circ"lar c"ando el circ"i&o de corrien&e se enc"en&ra cerrado. Para ello se emleará el circ"i&o F"e se
enc"en&ra en la ar&e s"erior de la &ar1e&a deCircuito de
resistencias SO4203-6A, c"4a
$"en&e de &ensin con&in"a de *=
J se ac&iva a"&omá&icamen&e "na ve9 F"e la &ar1e&a se 7a inser&ado en el exerimen&ador. Una lámara incandescen&e servirá como car/a de es&e ci rc"i&o. El circ"i&o de corrien&e se "ede a%rir o cerrar or medio de la insercin de di$eren&es conec&ores.
MEDICIJN DE "ENSIJN
!a &ensin el5c&rica se mide con elvot!metro. !a si/"ien&e reresen&acin m"es&ra el s'm%olo
/rá$ico de "n vol&'me&ro.
El dia/rama de la i9F"ierda reresen&a, en es&e caso, la conexin del vol&'me&ro ara la medicin de la &ensin de la $"en&e el del cen&ro, la conexin ara la medicin de la &ensin a &rav5s del in&err"&or 4, $inalmen&e,
el de la derec7a, la conexin ara la medicin de al &ensin de car/a.
E5ECUCIJN DE EKERIMEN"O
Mon&e el circ"i&o exerimen&al reresen&ado a con&in"acinG
!as i/"ras si/"ien&es il"s&ran la es&r"c&"ra de la conexin.
E3,erimento 'b
Medici&n directa de la corriente el2ctrica
!a corrien&e el5c&rica se mide con "n amper!metro. El dia/rama
si/"ien&e resen&a di$eren&es osi%ilidades de in&e/rar el
amer'me&ro al circ"i&o mos&rado
Medici&n indirecta de corriente
i no se &iene a disosicin "n amer'me&ro, sinoúnicamen&e "n vol&'me&ro, se "ede de&erminar &am%i5n de manera indirec&a la in&ensidad de la corrien&e or medio de "na medicin de &ensin. Para ello se arovec7a la relacin F"e exis&e en&re la corrien&e 4 la &ensin en "na car/a, es&o es, la
A.ustes del )oltímetro A Ran/o de : J DC medicinG Modo de AJ oeracinG '(a)a edici&n
'1
ey de O"m. !a in&ensidad de corrien&e IF"e nos in&eresa se o%&iene en&onces a ar&ir de la
ec"acinG
!a ima/en de la i9F"ierda m"es&ra la medicin direc&a de corrien&e or medio de "n amer'me&ro, la de la derec7a, la medicin indirec&a or medio de "na resis&encia # M 4 "n
vol&'me&ro.
E3,erimento 'c
E.ecuci&n del e3,erimento con la resistencia de med ici&n y
el instrumento )irtual
Mon&e el circ"i&o exerimen&al reresen&ado a con&in"acin. !a animacin si/"ien&e il"s&ra la es&r"c&"ra de la conexinG
A.ustes del Am,erímetro A
Ran/o de medicinG Modo de oeracinG : mA DC AJ
El si/"ien&e /rá$ico il"s&ra la codi$icacin.
*a :da
7"n&G * o7mios
ac&or Tolerancia ci$ra ci$ra
Color Tolerancia incoloro : la&eado * dorado = marrn * ro1o : verde .= a9"l .:= viole&a .* '(a)a edici&n
'?
Cam,o El2ctrico
E3,eriencia N4+
'67
O$5E"IVOS
2ra$icar las l'neas eF"io&enciales en la vecindad de dos con$i/"raciones de car/a (elec&rodos).
-Calc"lar la di$erencia de o&encial en&re dos "n&os. -Calc"lar la in&ensidad media del camo el5c&rico.
-Es&"diar las carac&er's&icas rinciales del camo el5c&rico
.
*67MA"ERIAES
* C"%e&a de vidrio. * "en&e de vol&a1e de CD. * Jol&'me&ro. : Elec&rodos de co%re. * P"n&a de r"e%a. * C"c7aradi&a de sal. : Paeles milime&rados. + Ca%les de conexin. #"e/o de Elec&rodos de Co%re C"%e&a de Jidrio,A/"a 4 al "en&e > J
P"n&a de r"e%a
3.-
6
FUNDAMEN"O "EJRICO
Cam,o El2ctrico
!as $"er9as e1ercidas en&re s' or las car/as el5c&ricas se de%en a "n campo e$ctrico F"e
rodea a cada c"ero some&ido a car/a, 4 c"4a in&ensidad es&á dada or la intensidad de campo % . i a7ora se enc"en&ra "na car/a F den&ro de "n camo el5c&rico (rod"cido or o&ra car/a),
en&onces ac&úa so%re la rimera "na $"er9a & . Para la relacin en&re in&ensidad de camo 4 la
$"er9a es válida la $rm"laG
E
F
q
!a ma/ni&"d de la in&ensidad de la $"er9a el5c&rica, or lo &an&o, es&á dada or la ec"acinG
F
V
q
W
E
!a $"er9a so%re "na car/a el5c&rica den&ro de "n camo el5c&rico es ma4or mien&ras ma4or sea la in&ensidad del camo el5c&rico, 4 ma4or sea la misma car/a.
No o%s&an&e, el camo el5c&rico no slo se ve de&erminado or la ma/ni&"d de la $"er9a F"e ac&úa so%re
L
la car/a, sino &am%i5n or s" sentido. Por &an&o, los camosel5c&ricos se reresen&an en $orma de !neas de campo,
F"e indican el sen&ido del camo. !a $orma de "n camo el5c&rico es&á aF"' de&erminada or la $orma
/eom5&rica de las car/as F"e /eneran el camo, al i/"al F"e or la osicin F"e ado&en en&re ellas. !as l'neas de camo indican, en cada "n&o del mismo, el sen&ido de la $"er9a el5c&rica. Al resec&o, las si/"ien&es imá/enes m"es&ran el ca mo el5c&rico de "na car/a "n&"al osi&iva (i9F"ierda) 4 el de "na car/a "n&"al ne/a&iva (derec7a). !as l'neas de camo se desla9an en es&e caso en $orma de ra4os F"e salen 7acia el ex&erior a ar&ir de la car/a. El sen&ido de las l'neas de camo (indicado or las $lec7as) seala, de ac"erdo a la convencin es&a%lecida, el sen&ido de la $"er9a de "na car/a osi&iva (en cada caso eF"eas car/as "n&"ales en las imá/enes) es&o si/ni$ica F"e las l'neas de camo ar&en cada ve9 de "na car/a osi&iva (o del in$ini&o) 4 &erminan en "na car/a ne/a&iva (o en el in$ini&o). !a densidad de las l'neas de camo indica corresondien&emen&e la in&ensidad del camo el5c&rico aF"', 5s&a decrece al ale1arse de la car/a "n&"al.
i se enc"en&ran car/as osi&ivas 4 ne/a&ivas rear&idas
X
Y
"ni$ormemen&e so%re dos lacas de me&al colocadas $ren&e a
Y
$ren&e, en aralelo, como es el caso del condensador de pacasX
Y
lanas aralelas, en&re am%as s"er$icies se /eneran l'neas deX
camo el5c&rico aralelas, como se m"es&ra en la $i/"ra
Y
X
si/"ien&e. Es&as l'neas de camo ar&en de la laca con car/a
Y
osi&iva 4 &erminan en la laca con car/a ne/a&iva. Dado F"e laX
densidad de las l'neas de camo, al in&erior del condensador, es
Y
X
i/"al en &odas ar&es, la in&ensidad de camo el5c&rico % de las
lacas es &am%i5n i/"al en &oda la s"er$icie. Un camo el5c&rico de es&a na&"rale9a reci%e el nom%re de campo e$ctrico "omog$neo.
No&aG Tam%i5n en el ex&erior del condensador circ"lan l'neas de camo en&re las lacas, las mismas F"e, no o%s&an&e, se c"rvan 4 no se &omará n en c"en&a en lo s"cesivo. Por es&a ra9n, se rescindi de s" reresen&acin.
Un c"ero car/ado el5c&ricamen&e ca"sa alrededor de 5l "n camo elec&ros&á&ico. Para de&erminar 4 medir dic7o camo en "n "n&o c"alF"iera es necesario in&rod"cir en las vecindades de dic7o medio o&ro c"ero car/ado, F"e llamaremos car/a r"e%a, 4 medir la $"er9a F"e ac&úe so%re 5l. !a car/a r"e%a q0 se considera lo s"$icien&emen&e eF"ea de
manera F"e la dis&orsin F"e s" resencia ca"se en el camo de in&er5s sea desrecia%le. !a $"er9a F"e ac&úa la car/a q0 en reoso en el "n&o en "n camo el5c&rico esG
F q0 E
Para vis"ali9ar la in&ensidad 4 la direccin de "n camo el5c&rico se in&rod"ce el conce&o de l'neas de $"er9a. Es&as son l'neas ima/inarias F"e son &ra9adas &ales F"e s" direccin 4 s" sen&ido en c"alF"ier "n&o serán los del camo el5c &rico en dic7o "n&o. Es&as l'neas de $"er9a
de%en di%"1arse de &al manera F"e la densidad de ellas sea roorcional a la ma/ni&"d del camo.
Elec&rodo
+ + + + + + + + E E__
_ _ ___
Elec&rodo
Dos "n&os A 4 en "n camo elec&ros&á&ico &ienen "na di$erencia de o&encial ZJ, si se reali9a &ra%a1o ara mover "na car/a de "n "n&o a o&ro, es&e &ra%a1o es indeendien&e de la &ra4ec&oria o recorrido esco/ido en&re es&os dos "n&os.
E E * FX E
J
J
A : EL
E 6 E E Eea "n camo el5c&rico E de%ido a la car/a 6. <&ra car/a q en c"alF"ier "n&o A del camo
se soor&ará "na $"er9a. Por es&o será necesario re ali9ar "n &ra%a1o ara mover la car/a q del
"n&o A a o&ro "n&o a di$eren&e dis&ancia de la car/a 6. !a di$erencia de o&encial entre los puntos de A y B en un campo eléctrico se defne como:
V
AB V B V A W AB [[[[..( ) q DondeV ABG Di$erencia de o&encial en&re los "n&os de A 4
W ABG Tra%a1o reali9ado or el a/en&e ex&erno
a%emos F"eG
B B B
W AB
∫
F .dl q
∫
E .dl q
∫
E .dl cos1800 q Ed[[[[.( )A A A
De ( ) 4 ( )G EV B V A
d
(67
ROCEDIMIEN"O
Podemos decir F"e no exis&e ins&r"men&o al/"no F"e ermi&a medir la in&ensidad del camo el5c&rico en las vecindades de "n sis&ema de cond"c&ores car/ados el5c&ricamen&e colocados en el esacio li%re. in em%ar/o, si los cond"c&ores es&án en "n l'F"ido cond"c&or, el camo el5c&rico es&a%lecerá eF"eas corrien&es en es&e medio, las F"e se "eden "sar ara &al $in.
*. Arma el circ"i&o del esF"ema. El vol&'me&ro mide la di$erencia de o&encial en&re "n "n&o del elec&rodo 4 el "n&o F"e se enc"en&ra en la "n&a de r"e%a.
"en&e > J
L
Jol&'me&ro
J
P"n&ero
Elec&rodo C"%e&a Elec&rodo
:. U%iF"e en $orma de$ini&iva los elec&rodos so%re el $ondo de la c"%e&a de vidrio, an&es de ec7ar la sol"cin elec&rol'&ica, rearada an&eriormen&e en "n reciien&e común.
;. Con el vol&'me&ro, mida la di$erencia de o&encial en&re "n "n&o del elec&rodo 4 el "n&o ex&remo in$erior del elec&rodo de r"e%a.
+. En cada "na de las dos 7o1as de ael milime&rado &race "n sis&ema de coordenadas \3, "%icando el ori/en en la ar&e cen&ral de la 7o1a, di%"1e el con&orno de cada elec&rodo en las osiciones F"e F"edarán de$ini&iva men&e en la c"%e&a.
=. i&"5 "na de las 7o1as de ael milime&rado de%a1o de la c"%e&a de vidrio. Es&a servirá ara 7acer las lec&"ras de los "n&os de i/"al o&encial F"e irá ano&ando en el o&ro ael.
>. Ec7e la sol"cin elec&rol'&ica en el reciien&e $"en&e de vidrio.
?. in 7acer con&ac&o con los elec&rodos mida la di$erencia de o&encial en&re ellos acercando el elec&rodo de r"e%a a cada "no de los o&ros dos casi or con&ac&o 4 &omando no&a de las lec&"ras del vol&'me&ro.
V
electrodosVV electrodosV electrodos
anillo placa
@. eleccione "n número de l'neas eF"io&enciales or cons&r"ir, no menor de die9.
9. Entonces el salto de potencial entre y línea será, en el caso de seleccionar diez líneas por ejemplo: V V electrodos , 4 en /eneral. 10 V V electrodos NG el número de l'neas N
En el caso de &ener "n número incmodo, redondee or el exceso o or de$ec&o a "n valor cercano cmodo.
*. Deslace la "n&a de r"e%a en la c"%e&a 4 de&ermine "n&os ara los c"ales la lec&"ra del vol&'me&ro ermanece. Ano&e lo o%servado 4 reresen&e es&os "n&os en s" 7o1a de ael milime&rado a"xiliar.
**. Una los "n&os de i/"al o&encial median&e &ra9o con&in"o, 7a%rá Ud de&erminado cada "na de las s"er$icies J:, J;, J+, J=,[.
167
CUES"IONARIO
*. De&ermine la ma/ni&"d del camo el5c&rico en&re las l'neas eF"io&enciales. QEl camo el5c&rico es "ni$orme QPor F"5
:. En s" /rá$ica, di%"1e al/"nas l'neas eF"io&enci ales ara el sis&ema de elec&rodos F"e "&ili9.
;. QCmo ser'an las l'neas eF"io&enciales si los elec&rodos $"eran de di$eren&es $ormas
+. QPor F"5 n"nca se cr"9an las l'neas eF"io&enciales
=. i Ud. ima/inariamen&e coloca "na car/a de r"e%a en "na corrien&e elec&rol'&ica QC"ál será s" camino de recorrido
>. QPor F"5 las l'neas de $"er9a de%en $ormar "n án /"lo rec&o con las l'neas eF"io&enciales c"ando las cr"9an
?. El &ra%a1o reali9ado ara &ransor&ar la "nidad de car/a de "n elec&rodo a o&ro esG
@. iendo E
V
B
V
A , el error a%sol"&o de E esG
d
B. El error rela&ivo de la medida de E esG
*. Q6"5 seme1an9a 4 di$erencia exis&e en&re "n camo el5c&rico 4 "n camo /ravi&a&orio
**. i el o&encial el5c&rico es cons&an&e a &rav5s de "na de&erminada re/in del esacio. Q6"5 "ede decirse acerca del camo el5c&rico en la misma ExliF"e.
867 SU%ERENCIAS ! CONCUSIONES
E! DE O=M
E3,eriencia N4 (
Ran/o de : mA DC medicinG1
67 O$5E"IVOS
Modo de AJ -Jeri$icar exerimen&almen&e la le4 de <7m. oeracinG-<%&ener los da&os de vol&a1e 4 corrien&e
el5c&rica en elemen&os resis&ivos con el $in 7"n&G * o7mios
de iniciar el es&"dio de circ"i&os el5c&ricos simles.
- Disear 4 Mon&ar circ"i&os el5c&ricos con resis&encias en erie 4 Paralelo.
*67MA"ERIAES
Md"lo de ensean9a ITEMA UNITRSIN con resis&encia (s7"n&), 4 el amer'me&ro vir&"al
+67 FUNDAMEN"O "EJRICO
i se F"iere res"mir or medio del cálc"lo los roc esos
elec&rnicos F"e oc"rren en "n circ"i&o sencillo de corrien&e, o en circ"i&os más comle1os, es necesario conocer, or "na ar&e, la deendencia F"e exis&e en&re la in&ensidad de corrien&e I 4 la
&ensin' 4, or o&ra ar&e, en&re la corrien&e I 4 la resis&encia # .
Es&a deendencia es&á descri&a or la ey de O"m, F"e de%e s"
nom%re al $amoso $'sico alemán. Para ello se o%serv ará, en rimer l"/ar, el circ"i&o sencillo de corrien&e reresen&ado an&eriormen&e. !e4 de <7mG
!a in&ensidad de corrien&e I a"men&a si a"men&a la &ensin ' 4
dismin"4e si a"men&a la resis&encia # . AF"', la in&ensidad de
corrien&e var'a roorcionalmen&e a la &ensin 4 de manera inversamen&e roorcional a la resis&encia.
o´ y
No&aG !as resis&encias ara las F"e es válida la le 4 de <7m (es&o es, la roorcionalidad en&re la corrien&e 4 la &ensin) se denominan resistencias ó"micas . !os cond"c&ores
me&álicos son, or lo /eneral, resis&encias 7micas, mien&ras F"e, or e1emlo, las resis&encias de $l"idos cond"c&ores no c"mlen con la le4 de <7m.
(67 ROCEDIMIEN"O
!os si/"ien&es comonen&es son necesarios, ara la e1ec"cin de los exerimen&os ex"es&os den&ro del marco de es&e c"rsoG !a &ar1e&a inser&a%le Circ"i&os de resis&encias
!a &ar1e&a inser&a%le UniTrainI de Circuitos de resistencias <+:;>A ermi&e el análisis
de circ"i&os de corrien&e sencillos. Para ello, la &ar1e&a se 7a dividido en seis sec&ores. *. Circ"i&o sencillo de corrien&e con &ensin con&in"a 4 lámara incandescen&e con
car/a resis&iva.
:. Circ"i&o en serie com"es&o or "n máximo de &re s resis&encias. ;. Circ"i&o en aralelo com"es&o or "n máximo de &res resis&encias. +. Un máximo de seis resis&encias conec&adas en /r" o.
=. Condensador con resis&encia de car/a. >. o%ina de resis&encia a car/a.
En el si/"ien&e exerimen&o se de%e
comro%ar la relacin en&re la corrien&e 4 la &ensin de ac"erdo con la le4 de <7m. Para ello, se alicarán di$eren&es &ensiones a la resis&encia R* de la &ar1e&a de Circuitos de resistencias4 se medirá cada valor res"l&an&e
de in&ensidad de corrien&e. !a in&ensidad de la corrien&e se reresen&ará a con&in"acin, /rá$icamen&e, en $"ncin de la &ensin. A%ra el ins&r"men&o vir&"al&uente de
tensión continua
4 seleccione los a1"s&es F"e se de&allan en la &a%la si/"ien&e. Encienda a con&in"acin el ins&r"men&o or medio de la &ecla P<ER.
A.ustes de la @uente de tensi&n continua
Ran/oG *J
Tensin de salidaG J
A%ra el ins&r"men&o vir&"al(ot!metro A 4 seleccione los a1"s&es F"e se de&allan en la &a%la
si/"ien&e
.
A.ustes del )oltímetro A Ran/o de medicinG Modo de oeracinG * J DC AJ
En el caso de F"e realice la medicin de corrien&e emleando el amer'me&ro vir&"al, a%ra el ins&r"men&o Amper!metro ) 4 seleccione los a1"s&es F"e se de&allan en la &a%la si/"ien&e.
A.ustes del Am,erímetro $
Ran/o de medicinG * mA DC
Modo de oeracinG AJ
7"n&G * o7mios
A7ora, a1"s&e en el ins&r"men&o&uente de tensión continua "na &ensin de * J. Mida el valor de
la corrien&e res"l&an&e en miliamerios 4 ano&e el valor o%&enido en la corresondien&e $ila de la &a%la si/"ien&e. A7ora, eleve la &ensin en asos de * J 4 ano&e de la misma manera el
res"l&ado de la in&ensidad de corrien&e medida en la &a%la. i "lsa la es&aa Dia/rama de la &a%la, odrá vis"ali9ar /rá$icamen&e la carac&er's& ica I*' res"l&an&e.
COMRO$ACIJN ANAJ%ICA DE A E! DE O=M
VARIACIJN DE VO"A5E ! CORRIEN"E MAN"ENIENDO A
+
-RESIS"ENCIA CONS"AN"E
r V A Ri/"ra *
TABLA 1 J<!TA#E(J) INTENCIDAD (A)VARIACIJN DE A CORRIEN"E ! A RESIS"ENCIA
MAN"ENIE NDO CONS"AN"E E VO"A5E
Usando el mismo c"rsor de la $i/"ra *, o%serve 4 ano&e en la &a%la : los valores de corrien&e c"ando cam%ian los valores R de la ca1a de resis&encia conservando cons&an&e la di$erencia de o&encial en&re los &erminales de la misma. Para conse/"ir es&o vari5 la osicin del c"rsor del res&a&o ara cada lec&"ra.
TABLA 2
REITENCIA ( )
INTENCIDAD (A)
VARIACIJN DE A DIFERENCIA DE O"ENCIA ! A
RESIS" ENCIA MAN"ENIENDO CONS"AN"E A
CORRIEN"E
Arme el circ"i&o de la $i/"ra : vari5 los valores de las resis&encias en la ca1a 4 ara cada valor o%servado ano&e en la &a%la ; los valores del vol&a1e, conserve cons&an&e "n de&erminado valor de la corrien&e ara las dis&in&as lec&"ras de J 4 R, variando la osicin del c"rsor de res&a&o.
+
-r
V A RFigura 2
TABLA 3REITENCI
A (
)
J<!TA#E(J)
1
CUES"IONARIO6
*. QC"án&as escalas oseen los ins&r"men&os (desc ri%a cada "no de ellos), indiF"e s" m'nima
4 máxima lec&"ra en cada escala.
:. Inves&i/"e de F"5 o&ra manera se de&ermina el valor de "na resis&encia. (in cdi/o de colores).
;. 2ra$iF"e en "n ael milime&rado e in&5rre&e J vers"s I, "sando los valores de la &a%la * de&ermine el valor de la endien&e de la misma.
+. 2ra$iF"e e in&5rre&e J vers"s I , I vers"s R 4 J vers"s R , en ael milime&rado, 4 comare los valores encon&rados a ar&ir del análisis del /rá$ico con los valores de de R, I 4 J de las &a%las *, : 4 ;
=. Considere "na lámara F"e &iene aroximadamen&e =.= 4 or la c"al asa "na
corrien&e de := m A QC"ál es el vol&a1e alica do Qe c"mlirá la le4 de o7m
>. Con resec&o a la le4 de <7m odemos decirG
i) e c"mle en ma&eriales cond"c&ores 4 semicond"c&ores
ii) !a endien&e de la /rá$ica vol&a1e vs. In&e nsidad da como res"l&ado el valor de la resis&encia
iii) 6"e la le4 de ma&emá&ica F"e la /o%ierna es I V J L R 4 sirve &an&o ara corrien&e con&in"a como al&erna
A) JJJ ) JJ C) J D) JJJ E) J
867 SU%ERENCIAS ! CONCUSIONES
Potencia eléctrica
E\PERIENCIA
N4 1
'67 O$5E"IVOS
*. Mos&rar la o&encia el5c&rica como $"ncin del vol&a1e 4 de la corrien&e, calc"lando 4 midiendo la o&encia disiada en "na resis&encia con$orme a"men&a el vol&a1e. :. Demos&rar el Jol&a1e 4 Corrien&e de car/a 4 descar/a de "n condensador
;. Mien&ras F"e el camo el5c&rico aarece en el en&orno de car/as en reoso, el camo ma/n5&ico es&á li/ado a or&adores de car/a e n movimien&o, es&o es, a "na corrien&e el5c&rica 4 veremos el comor&amien&o de "na %o%ina
Fundamento "e&rico 7 otencia El2ctrica
!a o&encia el5c&rica es ma4or mien&ras ma4or sea la &ensin 4 ma4or sea la corrien&e. Para la o&encia + es válida la relacinG
!a "nidad de la o&encia el5c&rica reci%e el nom%re de att (), el in/l5s F"e la de$ini. * es
la o&encia de "na corrien&e con&in"a de * A con "na &ensin con&in"a de * J. !a o&encia a%sor%ida or "na car/a se "ede medir, or &an&o, de manera indirec&a con "n vol&'me&ro 4 "n amer'me&ro. Una medicin direc&a de o&encia se "ede reali9ar or medio de "n vat!metro.
i en la $rm"la an&erior, de ac"erdo con la le4 de <7m, ara la o&encia, se reemla9a la &ensin' or el rod"c&o I ]# , se o%&iene la ec"acinG
i en la ec"acin inicial, or el con&rario, se reemla9a la corrien&e I or el cocien&e '*# , se o%&iene la
relacinG
E3,erimento/ Medici&n de ,otencia
En el exerimen&o si/"ien&e se de%e examinar la medicin indirec&a de la o&encia el5c&rica or medio de "na medicin aralela de corrien&e 4 &ensin.Mon&e el circ"i&o exerimen&al reresen&ado a con&in"acinG
A%ra el ins&r"men&o vir&"al &uente de tensión continua , 4 seleccione los a1"s&es. Encienda a
con&in"acin el ins&r"men&o or medio de la &ecla P<ER. A%ra el ins&r"men&o vir&"al (ot!metro A, 4 el
ins&r"men&o Amper!metro ), 4 seleccione los a1"s&es.
