CAON DE GAUUS

CAON DE GAUUSPROYECTO DE FISICA Y ELECTRMAGNETISMO

FACULTAD DE ING. ELECTRNICAUNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOS DE CALDASBOGOTA D.C.CAON DE GAUUSINVESTIGADORES:

LEVERSON BELTRAN CASTRO CD. 20132005405JULIAN EDUARDO ROJAS SAAVEDRA COD. 20132005084

COINVESTIGADORES:JHON JAIRO ESPINOSA CARDOZO

INDICE DE CONTENIDOS

Formulacin del ProblemaPlanteamiento del ProblemaJustificacin de la PropuestaMarco TericoObjetivosGeneralEspecficosMetodologaDiseo muestralDescripcin de las Variables

INDICE DE CONTENIDOSResultadosTablasFigurasGrficosFotografasConclusiones

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAEn la bsqueda de un experimento cientfico que relacione las fuerzas electromagnticas con el movimiento mecnico de un cuerpo, se ha encontrado una herramienta que suple nuestras necesidades de investigacin. De lo cual podremos obtener un modelo fsico que nos visualice cada uno de estos fenmenos en el laboratorio.JUSTIFICACIN DE LA PROPUESTACon el planteamiento anteriormente mencionado, detallamos un poco ms sobre las relaciones existentes entre el movimiento de las cargas dentro de los conductores y la fuerza electromotriz sobre un cuerpo en accin. De igual forma al hablar de electromagnetismo siempre relacionamos este fenmeno como principio a los inductores o bobinas, estas son hechas de materiales conductores enrollados en un ncleo de hierro.PREGUNTAS DE INVESTIGACINPor qu el material dielctrico se comporta como aislante en un condensador?Cmo relacionar las fuerzas electromagnticas con movimientos de cargas?Por qu el electromagnetismo es la fuente de toda explicacin de los fenmenos naturales del universo?Cmo funciona el Can de Gauss?Cules fueron los principios fsicos de Kristian Birkeland cuando creo este experimento cientfico?MARCO TERICO

Uncan Gauss(tambin conocido comocan de bobinaofusil Gauss) es un tipo de can que usa una sucesin de electroimanespara acelerar magnticamente un proyectil a una gran velocidad. La denominacin "arma Gauss" proviene deCarl Friedrich Gauss, quin formul las demostraciones matemticas del efecto electromagntico usado por los caones Gauss.Es necesario profundizar un poco ms y adquirir un poco de perspectiva histrica.

Ilustracin 1. Fsico y matemtico Carl Friedrich Gauss. Tomada de http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ec/Carl_Friedrich_Gauss_1840_by_Jensen.jpg

FUNCIONAMIENTO

Ilustracin 2. Partes de la bobina con proyectil ferromagntico. Tomada de http://www.coilgun.eclipse.co.uk/images/basic_coilgun_images/simple_reluctane_launcher.jpg

Ilustracin 3. Ciclos del proyectil al pasar por cada una de las bobinas Tomada de http://es.wikipedia.org/wiki/Ca%C3%B1%C3%B3n_Gauss#/media/File:Coilgun_animation.gifLa energa debe de llegar a cada electroimn en un tiempo preciso. A los electroimanes les lleva un tiempo en alcanzar la potencia mxima despus de que el voltaje es aplicado, de esta manera el suministro de electricidad debe comenzar antes de que el proyectil alcance al imn determinado. Lo mismo ocurre despus de que la energa est apagada, y si el proyectil se encuentra en "el lado lejano" del imn en aquel momento, el imn seguir atrayndolo desacelerndolo.EL CIRCUITO MAGNTICOEl flujo acoplado genera un campo magntico que almacena energa en el aire circundante. La energa que se almacena en esta materia no desaparece del circuito magntico una vez que el capacitor termina la descarga. Debido a que el circuito elctrico can-bobina es intrnsecamente similar a un oscilador LC, los rendimientos de energa no utilizada en la direccin inversa, pueden daar seriamente tanto a los condensadores polarizados como a los condensadores electrolticos.

Ilustracin 4. Circuito LC. Tomada de http://imagizer-cv.imageshack.us/a/img194/7589/emisorabolsillo1.jpgOBJETIVOSObjetivos GeneralesConocer cul es el funcionamiento del can de Gauss, los fenmenos electromagnticos causados por las diferencias de corrientes y voltajes en el inductorComparar los resultados tericos con los prcticos en obtenidos en el laboratorioAnalizar cada uno de los dems fenmenos fsicos que se pueden generar con este experimento.Objetivos EspecficosObtener matemticamente cada uno de los resultados a obtenerRealizar una comparacin matemtica, y simular cada uno de los resultados obtenidos en un software y anexarlos al informeComparar cada uno de los resultados obtenidos en el laboratorio, y verificar su porcentaje de errorProponer una mejora del experimento si la amerita, sin cambiar la metodologa de bsqueda de los resultados.RECURSOS20 metros de cable esmaltado de cobre calibre 24 (AWG)1 tubo de plstico de 10 cm de largo, con un dimetro de 0.6cm8 condensadores electrolticos de 4700F a 25 voltios1 batera de 9 voltios1 fuente de voltaje de 25 voltios dcInstrumentos de medicinMultmetro digitalProtobohardCable para unir los puentes y buses de la protobohard.CONSTRUCCINRegistros FotogrficosIlustracin 1. Enrollamiento del alambre de cobre en el tubo de plstico

Ilustracin 2. Limadura de las puntas del alambre esmaltado

Ilustracin 21. Bateras de 9 Voltios en serie

Ilustracin 22. Capacitores electrolticos en paralelo

Ilustracin 23. Circuito equivalente para el Can de GaussIlustracin 24. Temporizador automtico para el disparo del proyectilCLCULOS MATEMTICOS A UTILIZAR

TABLAS DE CALIBRES Y RESISTIVIDAD DEL ALAMBRE

Ilustracin 6. Resistividad de los materiales conductores y dielctricos. Tomada de http://www.coilgun.eclipse.co.uk/images/basic_coilgun_images/simple_reluctane_launcher.jpgIlustracin 5. Tabla de calibres y dimetros de los cables de cobre comerciales Tomada de http://www.lu1ehr.com.ar/ImagenesJPG/AWG_1_40_2.jpgRESULTADOS TEORICOS

Ilustracin 19. Capacitores electrolticos en paralelo