electromagnetismo corte2

UNIDADES TECNOLGICAS DE SANTANDER

MANUAL DE PRACTICAS DE

LABORATORIO DE FISICABUCARAMANGA, COLOMBIA

IMPRESO FEBRERO DE 2011

ELABORADO POR :

JULIN O. HERRERA ORTIZ

JOS A. PACHECODOCENTES DEL DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS

UNIDADES TECNOLOGICAS DE SANTANDER

TABLA DE CONTENIDOINTRODUCCIN

PRACTICA DE PRESENTACIN DEL LABORATORIO:

NORMAS Y FORMATOS A TENER EN CUENTA EN EL LABORATORIO

Funciones del laboratoristaDerechos de los usuariosDeberes de los usuariosNormas de trabajo de obligatorio cumplimientoNormas de seguridadCriterios de evaluacin de los laboratorios de Ciencias Bsicas: Laboratorio de FsicaPrctica N 0: Presentacin del CASSY Lab, realizando la prctica de anlisis de Fourier de seales simuladas (rectangular y triangular).

PRACTICAS MAGISTRALES

Prctica Magistral N 1: Movimiento rectilneo acelerado, ecuacin de movimiento de NewtonPrctica Magistral N 2: Colisiones

Prctica Magistral N 3: Ley de Biot Savart

Prctica Magistral N 4: Cada libre

Prctica Magistral N 5: Poleas

Prctica Magistral N 6: Carga Especfica del Electrn, Lneas de Campo Elctrico y de Campo Magntico

MECNICA

Prctica N 1: Plano inclinado, coeficiente de friccin

Prctica N 2: Ley de Hooke y deflexin de una hoja de resortePractica N 3: Palancas

ELECTROMAGNETISMO

Prctica N 4: Transmisin de potencia de un transformador

Prctica N 5: Electrosttica - ElectrmetroPrctica N 6: Histresis del ncleo de un transformador

INTRODUCCINEl presente manual de prcticas de laboratorio complementa y refuerza el aprendizaje en el rea de Fsica de los estudiantes de la Facultad de Ciencias Naturales e Ingenieras de las Unidades Tecnolgicas de Santander, en las ramas de mecnica y electromagnetismo, asignaturas que los estudiantes de esta Facultad cursan como parte de su ciclo bsico.En una asignatura prctica como esta el aprendizaje se logra poniendo al alcance de los estudiantes procedimientos y materiales de ltima tecnologa, siendo fundamental lo conceptual, la observacin, la experimentacin, el manejo de habilidades motoras en el desarrollo de los montajes y la manipulacin de los equipos e instrumentos de medicin, realizando as una perfecta integracin entre la teora y la prctica.

Con el conocimiento previo que tenga de los temas a tratar, la lectura y la escritura, el estudiante podr formular hiptesis, interpretar resultados, redactar conclusiones, observaciones y recomendaciones acerca de los fenmenos fsicos que puedan ocurrir en cada una de las experiencias, en fin, elaborar los informes que cada una de las prcticas requiere, para lo cual tambin se hace necesario el buen uso de las herramientas informticas para la bsqueda de informacin, elaboracin de documentos y de grficos, todo esto en conjunto se convierte en una serie de herramientas tiles que le contribuirn en su vida diaria y como futuro profesional.Por lo anterior se espera que este manual sea de gran ayuda al crecimiento y formacin de los estudiantes de la Facultad de Ciencias Naturales e Ingenieras de las Unidades Tecnolgicas de Santander.IDENTIFICACIN

UNIDAD ACADMICADEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS

ASIGNATURA: LABORATORIO DE FISICA

UNIDAD TEMTICA

PRACTICA PRESENTACIN LAB.Reglamento y formatos del laboratorio

COMPETENCIARESULTADOS DE APRENDIZAJE

Conocer las normas que rigen el laboratorio y los formatos requeridos para la evaluacin de las prcticas.

Conoce las normas institucionales de trabajo en el laboratorio.

Conoce cada uno de los formatos requeridos para la evaluacin de las prcticas del laboratorio.

ACTIVIDADES

Para dar a conocer las normas, el docente lee y explica las funciones, deberes de los usurarios, derechos de los usuarios, las normas de seguridad y normas de obligatorio cumplimiento. Tambin se presentan los formatos de pre-informe e informe que se emplean para la evaluacin de los laboratorios.FUNCIONES DEL LABORATORISTA

Facilitar el rea fsica del laboratorio y los implementos para el desarrollo de las prcticas.

Verificar el estado de los laboratorios y los equipos.

Custodia de los elementos y equipos de los laboratorios.

Responder por las herramientas y equipos. Mantener el stock necesario de los elementos para el buen servicio del laboratorio. Ordenar y reubicar los equipos y manuales dentro del laboratorio.

Alistar el laboratorio para dar inicio a las labores acadmicas.

Colaborar con la organizacin de las muestras tcnicas y de divulgacin que realice la institucin. Sugerir los cambios y las modificaciones que crea conveniente para el funcionamiento y la modernizacin del laboratorio. Al finalizar la practica, se debe verificar que los equipos estn en perfectas condiciones. Velar por el cumplimiento de las normas de trabajo y de seguridad dentro del laboratorio. Revisar peridicamente el estado de los materiales y equipos que se encuentran en el laboratorio notificando inmediatamente al Departamento de Ciencias Bsicas en caso de observar algn deterioro, desperfecto o falta de alguno de ellos. Recibir los materiales y equipos que ingresen al laboratorio, firmando el cargo correspondiente.

Mantener el laboratorio aseado, en perfecto estado las herramientas, equipos y mdulos de trabajo; o sea; en ptimas condiciones para realizar las prcticas en forma eficiente. Proporcionarle al docente y a los estudiantes de la asignatura, los materiales y el equipo necesario para la realizacin de las prcticas respectivas.DERECHOS DE LOS USUARIOS Los equipos y materiales que van a utilizar deben encontrarse en perfecto orden y aseo.

Prstamo de los elementos o equipos necesarios para realizar las practicas del laboratorio.

Solicitar el buen estado de los elementos, equipos y bancos de trabajo.

La disponibilidad de los laboratorios en los horarios estipulados.

Exigir la verificacin del funcionamiento de los equipos y elementos solicitados.

Los estudiantes tienen derecho a la clase prctica, orientada por el docente y el conocimiento con anterioridad de las prcticas a realizar.

Obtener permisos en casos necesarios.

Recibir un trato cortes.

Recibir las advertencias necesarias que le permitan trabajar cumpliendo todas las normas de seguridad y de obligatorio cumplimiento.

DEBERES DE LOS USUARIOSDE LOS ESTUDIANTES

Dejar en perfecto orden y aseo todos los equipos, materiales y manuales utilizados en la prctica.

En caso de ocasionar algn dao a los materiales y equipos que se encontraban a su cargo lo debe reparar o pagar.

En caso de prdida de los materiales y equipos que se encontraban a su cargo lo debe pagar.

Debe mantener el orden y la disciplina durante la prctica. Debe hacer un buen uso de los equipos y materiales a su cargo durante las prcticas de laboratorio.

Preservar, cuidar y mantener en buen estado el material de enseanza, instalaciones, equipos, dotacin y bienes del laboratorio. Cumplir con las normas de respeto y convivencia para el logro de una formacin integral. Cumplir con las normas de seguridad del laboratorio. En caso de no conocer el manejo de los equipos pedir las instrucciones pertinentes antes de realizar cualquier conexin y de usarlos. Cuidar lo que conserve bajo su cuidado o a lo cual tenga acceso, as como impedir o evitar la sustraccin, destruccin, ocultamiento y utilizacin indebida.

Verificar antes de iniciar una prctica el estado de su puesto de trabajo y del equipo a utilizar en la prctica. Solicitar al docente la aclaracin de las dudas que se tengan de la prctica a realizar. Tratar con respeto, imparcialidad y rectitud a las personas con que tenga relacin por razn del servicio. Avisar inmediatamente al docente, o persona encargada del laboratorio acerca de las anomalas que se presenten en los equipos.

Informar al docente o encargado del laboratorio sobre el mal uso que otros usuarios hagan de los equipos.

Acatar las instrucciones de la persona encargada del laboratorio y respetar sus decisiones de acuerdo con lo dispuesto en este reglamento.DE LOS DOCENTES

Durante la primera prctica debern dar las indicaciones a los estudiantes, referentes al buen uso del material y equipos de laboratorio, as como de sus deberes, obligaciones y cumplimiento de las normas de seguridad dentro del laboratorio. Dar las indicaciones necesarias para la realizacin de las prcticas de laboratorio, as como tambin la explicacin para su ejecucin. Durante las prcticas de laboratorio, por ningn motivo deben abandonar a los estudiantes a su cargo, ni ocupar el tiempo de las prcticas en actividades ajenas a las mismas.

Dar la explicacin respectiva de la prctica a realizar, as como tambin la aclaracin de las dudas que tengan los estudiantes.NORMAS DE TRABAJO DE OBLIGATORIO CUMPLIMIENTO En lo posible, el laboratorio debe permanecer en perfecto orden y aseo.

En lo posible, el docente y el encargado deben permanecer todo el tiempo en el laboratorio, durante la realizacin de las prcticas.

Cumplir con el horario de laboratorio establecido, para la realizacin de las prcticas. Para prstamo de equipos y/o elementos del laboratorio se debe presentar carnet debidamente estampillado.

Despus de quince (15) minutos de haber comenzado la prctica de laboratorio, no se despachar ninguna lista de pedido de equipos y/o elementos a los estudiantes (seguridad del laboratorio). Quince (15) minutos despus de iniciar la prctica de laboratorio no se permite el ingreso de estudiantes al aula. Quince (15) minutos antes de la hora prevista para la terminacin de la prctica de laboratorio, el estudiante debe devolver los equipos y/o elementos dados en prstamo.

Todo estudiante debe estar debidamente preparado para la realizacin de la prctica. En caso de dudas en el momento de conectar un equipo, se debe preguntar a la persona indicada, as se evitar el pago innecesario. El estudiante debe seguir los pasos establecidos por el docente para la prctica. Cada equipo de trabajo es responsable del material que se le asigne, en caso de prdida o dao, deber responder por ello. Antes de empezar con el procedimiento experimental o utilizar algn aparato, revisar todo el material, y en caso de desconocer su funcionamiento pregunte a la persona indicada. Al finalizar la prctica el material y la mesa de trabajo deben dejarse limpios y ordenados.

El material asignado a cada prctica debe permanecer en el mismo lugar. No se debe coger material destinado a prcticas distintas a la que se est realizando.

El uso de los computadores es meramente acadmico, evite instalar en estos programas de ndoles ajenas a las de la academia.

Se prohbe el cambio de la configuracin del software instalado. Se prohbe la utilizacin de software que no est amparado legalmente mediante la respectiva licencia para la Universidad. No se permite el traslado de computadores, sillas o de cualquier otro material o equipo que se encuentre en el laboratorio, sin la debida autorizacin del funcionario encargado del mismo. Esta prohibido el ingreso de comidas, bebidas y cigarrillos a los laboratorios.

Esta prohibido el ingreso de estudiantes en pantaloneta, bermuda, sandalias o en chanclas al laboratorio. Esta prohibido facilitar o propiciar el ingreso al laboratorio de personas no autorizadas. La ausencia injustificada de una prctica de laboratorio se calificar con cero, cero (0,0).

La no presentacin del preinforme y del informe el da de la prctica se calificar con cero (0.0).

La prdida o deterioro por mal uso de un elemento, aparato o equipo, se cobra al estudiante responsable. En caso de no encontrarse un responsable nico, el grupo de la prctica correspondiente asumir la responsabilidad y cubrir los costos de reparacin o de sustitucin del equipo.

NORMAS DE SEGURIDAD Qutese todos los accesorios personales que puedan producir descargas (recuerde que algunas de las prcticas trabajan con altos voltajes y amperajes), como son anillos, pulseras, collares, etc. La responsabilidad por las consecuencias de no cumplir esta norma dentro del laboratorio es enteramente del estudiante.

Est prohibido fumar, beber o comer en el laboratorio, as como dejar encima de la mesa del laboratorio algn tipo de prenda.

El pelo largo se llevar siempre recogido.

Evite los desplazamientos innecesarios dentro del aula y no corra dentro de ella.

Si presenta dudas acerca del montaje de alguna de las prcticas, consulte con el profesor el auxiliar encargado antes de la realizacin de la experiencia.

Es importante que antes del inicio, se haya ledo la gua y realizado el preinforme, siguiendo a cabalidad las recomendaciones de seguridad para la experiencia.

Manipule los equipos de manera responsable y cuidadosa.

Si alguno de los equipos presenta anomalas, apguelo y reprtelo inmediatamente.

No encienda las fuentes, hasta que no este seguro de las conexiones realizadas. No se permitir el ingreso de bolsos al aula.

Sobre la mesa de trabajo solo debe hallarse el equipo requerido para llevar a cabo la prctica.

CRITERIOS DE EVALUACIN DE LOS LABORATORIOS DE CIENCIAS BASICAS

LABORATORIO DE FSICA

Para evaluar los laboratorios se consideraran los siguientes instrumentos con sus respectivos porcentajes: Preinformes y/o quices 20%, Informes 40% y Parcial Escrito 40%.1. El preinforme: Se presentan al iniciar cada experiencia, es un documento escrito a mano o en computador (letra arial 10, espacio sencillo, mximo de dos pginas) que se elabora teniendo en cuenta la informacin suministrada en el manual de guas de laboratorio. En el pre informe el equipo de trabajo refleja lo que va a ser su actividad en la prctica del da. A continuacin se presenta el formato propuesto para la elaboracin del pre-informe:UNIDADES TECNOLGICAS DE SANTANDER

PRE INFORME DE LABORATORIO DE FISICA

IDENTIFICACIN

PRACTICA N: El nmero que identifica la prcticaNOMBRE DE LA PRCTICA: El ttulo debe ser conciso, pero completo, en forma tal, que se entienda claramente el objeto del experimento. Por ejemplo: Carga Especfica del Electrn.FECHA:INTEGRANTESNOMBRE: Los estudiantes que conforman el equipo de trabajoCDIGO:NOMBRE:CDIGO:NOMBRE:CDIGO:PROGRAMA: El programa acadmico que estudia. Por ejemplo: Tecnologa ElectromecnicaGRUPO: El Grupo de la asignatura. Por ejemplo: A053, C064

N grupo: El grupo que lo identifica dentro del laboratorio. Es un nmero de 1 a 12.DOCENTE: RESULTADOS DE APRENDIZAJESon los resultados de aprendizaje trabajados desde el Programa de Asignatura.MARCO TERICO

En este espacio se describen las leyes, principios y teoras en las que se basa y se fundamenta la practica a desarrollar.MATERIALES Y EQUIPOSAqu se relacionan todos los materiales a utilizar para el desarrollo de la prctica.PROCEDIMIENTO (MONTAJE Y EJECUCIN)En este espacio se debe realizar un resumen del procedimiento de la practica, deber hacerse en diagrama de flujo, mapa conceptual y dibujo del montaje.

NOTA DE SEGURIDADHace referencia a los cuidados que se deben tener con algunos equipos y/o materiales del laboratorio. Tambin el cuidado que se debe tener con los altos voltajes y corrientes que se usan en algunas prcticas.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Para reportar un libro texto, escriba en su orden y teniendo en cuenta los signos de puntuacin, los siguientes elementos: Autor, ttulo, nmero de edicin, lugar de publicacin, nombre de la editorial, ao de publicaciones, paginacin.Tenga en cuenta las normas Icontec para la presentacin de trabajos. Normas NTC 1486, 1307, 1487, lo ms actualizadas posible.1.1 Formato para la elaboracin de pre informes Otras variables para tener en cuenta, en el momento de la evaluacin de los laboratorios son: la puntualidad, el trabajo en equipo, el comportamiento y seguimiento de las normas de seguridad, el manejo y destreza para realizar los diferentes montajes. Estos criterios se consideran dentro de la nota del pre informe.

2. El informe: Se entrega una semana despus de haber realizado la prctica. Es un documento escrito a mano o en computador a una dos columnas en letra arial 10 a espacio sencillo. Existen varios formatos para reportar los resultados de un experimento, las secciones que se indican a continuacin son aquellas que se encuentran en la mayora de los artculos que se publican. A continuacin se presenta el formato propuesto para la elaboracin del informe.


INFORME DE LABORATORIO DE FISICA

IDENTIFICACIN

PRACTICA N: El nmero que identifica la prcticaNOMBRE DE LA PRCTICA: El ttulo debe ser conciso, pero completo, en forma tal, que se entienda claramente el objeto del experimento. Por ejemplo: Carga Especfica del Electrn.FECHA:INTEGRANTESNOMBRE: Los estudiantes que conforman el equipo de trabajoCDIGO:NOMBRE:CDIGO:NOMBRE:CDIGO:PROGRAMA: El programa acadmico que estudia. Por ejemplo: Tecnologa ElectromecnicaGRUPO: El Grupo de la asignatura. Por ejemplo: A053, C064N grupo: El grupo que lo identifica dentro del laboratorio. Es un nmero de 1 a 12.DOCENTE: RESUMENEl resumen debe indicar la finalidad del experimento y presentar en forma breve pero muy clara en qu consiste la practica realizada (mximo 5 renglones). Nota: Esta parte debe ser elaborada por el estudiante con sus propios anlisis y argumentos.ANALISIS DE RESULTADOS Y/O ANALISIS DE GRAFICASLa discusin de resultados generalmente suele corresponder a un argumento lgico, basado en los resultados y no una repeticin de estos. En ocasiones, puede ser til, comparar los resultados obtenidos con los reportados en la literatura, mirar si hay discrepancia respecto a los valores aceptados o esperados, indicando las causas y algunas sugerencias que puedan mejorar el mtodo experimental.Otros aspectos a tratar son las dificultades encontradas durante la realizacin del experimento que hayan podido influir en los resultados, si son o no vlidas las aproximaciones hechas, son entre otros, temas que tambin pueden tratarse como discusiones de resultados.TABLAS DE DATOS, GRAFICAS Y CALCULOSLos datos se refieren a aquellas cantidades que se derivan de mediciones y que se han de utilizar en el proceso de los clculos. En esta seccin se muestran los resultados obtenidos. Los grficos y tablas que se muestren deben estar numerados y tener una leyenda o ttulo, o sea, deben estar identificados.

Los resultados deben presentarse preferiblemente en forma de grficos, sin embargo si se requiere se hace necesario la inclusin de las tablas de datos. Los datos del experimento deben estar diferenciados de otros datos que puedan incluirse para comparacin y tomados de otras fuentes.Si en el laboratorio no se hacen mediciones, es decir, se basa en observaciones solamente, entonces se realizan las anotaciones a cerca del desarrollo de la experiencia.En esta parte tambin se deben mostrar las ecuaciones utilizadas y los clculos realizados Todos los smbolos deben definirse en el momento en que aparecen por primera vez. Los resultados deben ser claros y precisos que indiquen lo que el estudiante pudo observar, no lo que los libros dicen, que se ha debido observar.EVALUACINEn este espacio el estudiante responde al cuestionario propuesto por el docente. Este cuestionario le ayuda a obtener las conclusiones y a realizar el anlisis de resultados de la experiencia.

Debe ser contestada apoyndose en la bibliografa consultada y en la ejecucin de la experiencia.

OBSERVACIONESSe pretende realizar observaciones que mejoren la prctica o aquellos detalles de los cuales se percat cuando realiz la experiencia y que pueden ser importantes en la obtencin de los resultados.CONCLUSIONESSiempre debe sacarse una conclusin concisa y precisa del trabajo realizado.REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Para reportar un libro texto, escriba en su orden y teniendo en cuenta los signos de puntuacin, los siguientes elementos: Autor, ttulo, nmero de edicin, lugar de publicacin, nombre de la editorial, ao de publicaciones, paginacin.Tenga en cuenta las normas Icontec para la presentacin de trabajos. Normas NTC 1486, 1307, 1487, lo ms actualizadas posible.2.1 Formato para la presentacin de informes

3. Inasistencia: La inasistencia a una prctica de laboratorio, automticamente descalifica el pre informe y el informe. Se asume que no presenta ninguno de los informes. Con una nota de 0.1 (cero punto uno) en cada uno de ellos. Para recuperar una prctica el estudiante debe presentar la incapacidad del medico de la EPS y el VoBo del Coordinador del Programa, para lo cual tiene una semana despus de realizada la experiencia.

4. El parcial escrito: Se hace teniendo como referente los resultados de aprendizaje y las habilidades previstas en cada prctica de laboratorio. Se disean en los formatos de evaluacin de las asignaturas tericas. Se presenta de manera individual. Esta evaluacin puede ser terica, terico prctica, o una evaluacin tipo problema con datos de laboratorio. Este examen tiene un valor del 40% del corte, se hace uno solo y comprende las prcticas realizadas antes de la fecha del parcial.


INFORME DE LABORATORIO DE FISICA

IDENTIFICACIN

PRACTICA N: 8NOMBRE DE LA PRCTICA: CARGA ESPECIFICA ELECTRONFECHA: 11/JULIO/2011

INTEGRANTES

NOMBRE: ADAN FERNEY VILLAMIZAR MANCILLACDIGO:1098670633

NOMBRE: ALEXANDER ORDUZ SANDOVALCDIGO: 1102349783

PROGRAMA: ING ELECTROMECANICAGRUPO: B N grupoDOCENTE: JULIAN HERRERA

RESUMEN

ANALISIS DE RESULTADOS Y/O ANALISIS DE GRAFICAS

TABLAS DE DATOS, GRAFICAS Y CALCULOS



EVALUACIN

EVALUACIN

EVALUACIN

OBSERVACIONES

CONCLUSIONES

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

IDENTIFICACIN



UNIDAD TEMTICAELECTROMAGNETISMO

PRACTICA MAGISTRAL N 3Ley de Biot-Savart


Evaluar las leyes del Electromagnetismo mediante la experimentacin, aplicacin y anlisis de resultados obtenidos en pruebas de laboratorio.

Comprueba la validez de la Ley de Biot-Savart, relacionando el valor del campo magntico y la intensidad de la corriente elctrica que circula por diferentes elementos conductores (conductor recto, anillos circulares y bobina).

ACTIVIDADES

Para la evaluacin del informe de laboratorio se tendrn en cuenta todos los conceptos y explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluacin que se evidencia desde la ejecucin de la prctica hasta la realizacin y puntualidad de la entrega del informe de parte del estudiante al profesor.El preinforme escrito del laboratorio que usted realizar se entrega al iniciar la prctica y debe contener: ttulo de la prctica, objetivos, marco terico (corresponde a la teora investigativa acerca del tema de la practica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecucin) y bibliografa.Los temas de la investigacin terica acerca de la prctica son los siguientes: Ley de Biot-Savart de un conductor recto, de anillos circulares y de un solenoide (concepto, frmulas, unidades, interpretacin vectorial). Ley de Ampere (concepto, formulas, unidades, interpretacin vectorial).

Concepto de fuerza magntica.

Concepto de solenoide.

Campo magntico en un solenoide o bobina, en un conductor recto y en un anillo circular.

Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: clculos, anlisis de los resultados obtenidos (datos), anlisis de grficas, evaluacin, observaciones y conclusiones.LISTA DE MATERIALES

Conductor Recto Anillos circulares

Bobina de nmero variable de espiras por unidad de longitud y base en forma de silla de montar (caballete) Soporte para enchufar elementos

Transformador de alta frecuencia TESLA

Sonda tangencial de campo magntico Sonda axial de campo magntico Cable de 6 polos L=50 cm

Varilla de soporte de 25 cm Zcalo Fuente de potencia de alta corriente

2 cables conectores rojo y azul

Tripode en forma de V de 30 cm

Banco ptico pequeo

2 prensas mltiples Leybold

MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTOSe realizarn 3 montajes, para igual nmero de experiencias, las cuales son las siguientes:

A. Ley de Biot-Savart para un conductor recto.

B. Ley de Biot-Savart para anillos circulares conductores.

C. Ley de Biot-Savart para una bobina al aire.

a) Montaje para un conductor recto b) Montaje para anillos circulares

c) Montaje para bobina al aireFigura 1NOTA: El botn del Teslametro debe encontrarse en voltaje DC (-----) cuando realice el experimento.

Ley de Biot-Savart para un conductor recto

Medicin como una funcin de la corriente

1. Realice el montaje de acuerdo a la figura 1a.

2. Ubique en el centro del conductor recto la sonda tangencial (lo ms cercano posible, sin tocar el conductor recto) como se muestra en la figura 1a.

3. Seleccione el rango de medida, en el medidor TESLA a 20 mT y calibre el cero con el botn de compensacin (para tener precisin en las medidas que vaya a realizar)

4. Aumente la corriente desde 0 hasta 16 A por etapas de a 2 A, medir el campo magntico B en cada caso y registrar los datos.5. Organice los datos de corriente y de campo magntico en una tabla.6. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.

Medicin como funcin de la longitud

1. Ubique en el centro del conductor recto la sonda tangencial (lo ms cercano posible, sin tocar el conductor recto) como se muestra en la figura 1a.

2. Seleccione el rango de medida, en el medidor TESLA a 20 mT y calibre el cero con el botn de compensacin (para tener precisin en las medidas que vaya a realizar).

3. Suministre una corriente constante al conductor recto (pregunte a su docente el valor de la corriente) y vare la distancia de la sonda tangencial desde el centro del conductor hacia la derecha en pasos de 3 mm, hasta que el teslmetro no registre un valor de campo magntico.4. Organice los datos de distancia y de campo magntico en una tabla.

5. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.

Ley de Biot-Savart para anillos circulares conductoresMedicin como una funcin de la corriente

1. Realice el montaje de acuerdo a la figura 1b. Inicie colocando el anillo de 40 mm2. Ubique en el centro del anillo la sonda axial como se muestra en la figura 1b.

3. En el medidor TESLA calibre el cero con el botn de compensacin.

4. Aumente la corriente desde 0 hasta 16 A por etapas de a 2 A, medir el campo magntico B en cada caso y registrar los datos.5. Organice los datos de corriente y de campo magntico en una tabla.6. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.7. Repita los pasos 1 al 6 con los anillos de 80 mm y 120 mm.

Medicin como funcin de la longitud

1. Ubique la sonda axial en el centro del anillo como se muestra en la figura 1b. Inicie colocando el anillo de 40 mm.2. En el medidor TESLA calibre el cero con el botn de compensacin.

3. Suministre una corriente constante al anillo conductor (pregunte a su docente el valor de la corriente) y vare la distancia de la sonda axial desde el centro del anillo hacia la derecha en pasos de 3 mm, hasta que el teslmetro no registre un valor de campo magntico. Ahora devuelva la sonda al centro y haga lo mismo hacia la izquierda del anillo (sin apagar la fuente y con el mismo valor de corriente).4. Organice los datos de distancia y de campo magntico en una tabla.5. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.6. Repita los pasos 1 al 5 con los anillos de 80 mm y 120 mm.Ley de Biot-Savart para una bobina al aireMedicin como una funcin de la corriente

1. Realice el montaje de acuerdo a la figura 1c. Ubicando la sonda axial en el centro de la bobina.

2. En el medidor TESLA calibre el cero con el botn de compensacin.3. Acerque las clavijas conectoras (b. c) una hacia otra en forma simtrica hasta que la distancia entre s sea de 15 cm. (b: 12.5 cm., c: 27.5 cm.).

4. Aumente la corriente desde 0 hasta 16 A por etapas de a 2 A, medir el campo magntico B en cada caso y registrar los datos.5. Organice los datos de corriente y de campo magntico en una tabla.6. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.Medicin como funcin de la longitud

1. En el medidor TESLA calibre el cero con el botn de compensacin.2. Suministre una corriente constante a la bobina (pregunte a su docente el valor de la corriente) y vare la distancia de las clavijas conectoras (b, c) en forma simtrica, determinando los valores de campo magntico para cada longitud.3. Organice los datos de distancia y de campo magntico en una tabla.4. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.

EVALUACIN

Como parte de la evaluacin ahora usted debe realizar las siguientes actividades:a. Realizar para cada uno de los casos (conductor recto, anillos circulares y bobina) las grficas de Campo Magntico vs Corriente de acuerdo a los datos obtenidos y haga comparaciones.b. Realizar para cada uno de los casos (conductor recto, anillos circulares y bobina) las grficas de Campo Magntico vs Longitud de acuerdo a los datos obtenidos y haga comparaciones.c. Para el caso de la bobina calcular los valores del campo magntico y compararlo con los valores obtenidos calculando el porcentaje de error.

d. Para los casos de la bobina y los anillos circulares conductores, calcular el flujo magntico de 3 medidas de corriente para cada uno de los casos.e. Argumente el efecto que tiene la corriente y la distancia al conductor recto al medir el campo magntico.

BIBLIOGRAFA

TEXTOS SUGERIDOS

SERWAY, Raymond. FISICA tomo II, Quinta edicin. Ed. Mc Graw Hill.

OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Fsica para ingeniera y ciencias. Volumen 2. Tercera edicin. Ed. Mc Graw Hill.TEXTOS COMPLEMENTARIOS

SADIKU, Matthew. Elementos de Electromagnetismo, Tercera edicin.FLEISCH, Kraus. Electromagnetismo con aplicaciones, Quinta edicin.RODRIGUEZ, Omar. Fsica Electromagnetismo.

IDENTIFICACIN


ASIGNATURA


PRACTICA MAGISTRAL N6Carga Especifica del Electrn, Lneas de Campo Elctrico y de Campo Magntico



Comprueba la carga especfica del electrn. Distingue los conceptos de campo elctrico y magntico.

ACTIVIDADES

Para la evaluacin del informe de laboratorio se tendrn en cuenta todos los conceptos y explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluacin que se evidencia desde la ejecucin de la prctica hasta la realizacin y puntualidad de la entrega del informe de parte del estudiante al profesor.El preinforme escrito del laboratorio que usted realizar se entrega al iniciar la prctica y debe contener: ttulo de la prctica, objetivos, marco terico (corresponde a la teora investigativa acerca del tema de la practica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecucin) y bibliografa.Los temas de la investigacin terica acerca de la prctica son los siguientes: Estructura de la materia (electrones, protones, neutrones).

Carga especfica del electrn (conceptos, formulas y ejemplo para su clculo). Fuerza de Lorentz y Fuerza Centrpeta (conceptos, formulas, interpretacin vectorial). Campo elctrico (definicin). Lneas de fuerza y lneas equipotenciales de campo elctrico (conceptos y forma grfica).

Campo magntico (definicin) Campo magntico generado por un par de bobinas de Helmholtz.

Campo magntico generado por circulacin de corriente en un conductor recto, en una espira, en una bobina corta y larga (concepto y forma grfica).

Campo magntico generado por imanes.Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: clculos, anlisis de los resultados obtenidos (datos), anlisis de grficas, evaluacin, observaciones y conclusiones.NOTA:

Para el manejo de formulas busque en la web Determinacin de la carga especfica del electrn Leybold, descargue e imprima el archivo con extensin .pdf que tiene el mismo nombre de la bsqueda.

LISTA DE MATERIALES

Tubo de rayo electrnico filiforme (bombona)

Par de bobinas de Helmholtz

Fuente de potencia DC de 0500V

Fuente de potencia DC de 020V

10 cables conectores de seguridad, 25 cm

Fuente de 25 KV

Recipiente indicador cerrado ( 9 cm) con aceite, arena y barrita de agitacin. 4 placas impresas con cortes de electrodos de material conductor; con hembrillas de 4 mm para conectar la alta tensin Bloque de conservacin

Cable rojo

Cable de alta tensin

Fuente de alta corriente

Set para demostracin de campo magntico (4 placas de acrlico, 2 imanes, recipiente con limadura de hierro)

Par de cables azul y rojo

Proyector de acetatos

MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTOCarga Especfica del Electrn

Figura 1

Notas de seguridadEl tubo de rayo requiere voltajes de contacto peligrosos hasta de 300 v para acelerar los electrones. Otros voltajes que estn conectados con los anteriores tambin representan peligro. Los voltajes de contacto peligrosos estn presentes en el panel de conexin del soporte y en las bobinas Helmholtz cuando el tubo est en operacin Ejecutar la conexin del panel solamente por medio de conectores de seguridad.

Siempre estar seguro de apagar todas las fuentes de potencia antes de conectar o variar el montaje del experimento.

No encender la fuente de potencia hasta que haya terminado de ensamblar el circuito.

No tocar los elementos del experimento, particularmente las bobinas Helmholtz y el tubo de rayo electrnico, durante la operacin.

Este proceso de debe realizar en un ambiente oscuro para detallar bien las variaciones de los electrones. Observe las diferentes reacciones del haz de electrones cuando se vara la corriente de las bobinas.Lneas de Campo Elctrico y de Campo Magntico

Figura 1Para la ejecucin del experimento usted deber realizar los siguientes pasos:

1. Conectar el cable de alta tensin (verde-amarillo) y el cable rojo al conector del mismo color en la fuente de 25 KV.

2. Conectar el otro extremo de los cables en las hembrillas de las placas impresas de material conductor en cualquier posicin.

3. Sobre el retroproyector colocar una de las placas impresas de material conductor.4. Agitar fuertemente la arena del recipiente indicador. Al agitar el recipiente indicador debe tener cuidado de no dejarlo caer al suelo.5. Coloque el recipiente indicador sobre la placa seleccionada.6. Encienda la fuente e inicie suministrando voltaje desde 0 KV hasta mximo 10 KV con escalas de 1 KV.

7. Observe las diferentes lneas de campo elctrico que se producen, dibuje lo observado y explique el fenmeno que se presenta.

8. Reduzca el voltaje y apague la fuente.

9. Cambie la placa de material conductor y repita del procedimiento los pasos 2 a 8.

Campo Magntico: Lneas de campo magnticoPara la ejecucin del experimento usted deber realizar los siguientes pasos:

1. Conectar el cable azul y el cable rojo al conector del mismo color en la fuente de alta corriente.

2. Conectar el otro extremo de los cables en los conectores de las placas de acrlico en cualquier posicin.

3. Sobre el retroproyector colocar la placa conectada.4. Encienda la fuente, gire el botn de voltaje hasta el tope derecho y el de la corriente hasta 8 o 10 A.

5. Espolvoree cuidadosamente, sin abrir el recipiente, la limadura de hierro sobre la placa seleccionada.

6. Observe las diferentes lneas de campo magntico que se producen, dibuje lo observado y explique el fenmeno que se presenta. Si es necesario golpee suavemente con el dedo la placa de acrlico para una mejor visualizacin del efecto.

7. Reduzca la corriente hasta 0 A y luego el voltaje hasta el tope izquierdo. Apague la fuente.

8. Recoja la limadura de hierro. Tenga cuidado de no regar ni botar la limadura de hierro. Sea cuidadoso al momento de reenvasarla en el recipiente plstico.9. Cambie la placa de acrlico y repita del procedimiento los pasos 2 a 8, excepto para la placa sin alambre de cobre.

10. Para la placa sin alambre de cobre solicite a su docente las indicaciones respectivas.

Figura 2

EVALUACIN

Como parte de la evaluacin ahora usted debe realizar las siguientes actividades:a. Determinar el campo magntico B en cada radio (r) constante.b. Calcular la carga especfica del electrn.c. Calcular la velocidad de los electrones.

d. Dibujar y explicar las lneas de campo elctrico de las diferentes disposiciones de las placas impresas.e. Dibujar y explicar las lneas de campo magntico de las diferentes disposiciones.

f. Explicar los fenmenos de campo elctrico y campo magntico.

BIBLIOGRAFA

TEXTOS SUGERIDOS




PAGINAS WEBwww.google.com Determinacin de la carga especfica del electrn Leybold

www.leybold-didactic.com

IDENTIFICACIN




PRACTICA N 5Electrosttica-Electrmetro



Comprueba el fenmeno fsico de carga elctrica de un cuerpo por contacto, friccin e induccin reconocindolo como un efecto superficial.

ACTIVIDADES

Para la evaluacin del informe de laboratorio se tendrn en cuenta todos los conceptos y explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluacin que se evidencia desde la ejecucin de la prctica hasta la realizacin y puntualidad de la entrega del informe de parte del estudiante al profesor.El preinforme escrito del laboratorio que usted realizar se entrega al iniciar la prctica y debe contener: ttulo de la prctica, objetivos, marco terico (corresponde a la teora investigativa acerca del tema de la practica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecucin) y bibliografa.Los temas de la investigacin terica acerca de la prctica son los siguientes: Ley de Faraday

Ley de Ampere

Ley de Gauss

Ley de du Fay

Ley de Coulomb

Concepto de carga y campo elctrico

Concepto y unidades de capacitancia elctrica

Concepto, formas, frmulas y elementos de un capacitor

Energa de un condensador o capacitor elctrico

Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: clculos, anlisis de los resultados obtenidos (datos), anlisis de grficas, evaluacin, observaciones y conclusiones.LISTA DE MATERIALES

Vaso de Faraday grande y pequeo

Placa circular

Conector

Cables 2 rojos y 1 azul

Varilla de PVC

Varilla metlica

Varilla acrlica

Varilla metlica para tierra

Multmetro anlogo

Electrmetro amplificador

Adaptador de corriente

Condensador de 10 nF

MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTO

Figura 1

NOTA IMPORTANTE:

Para desarrollar la prctica usted debe traer un trozo de tela de lana, un trozo de tela de algodn y papel peridico.Para ejecutar la experiencia debe seguir los siguientes pasos:

1. La fig. 1 muestra la disposicin de los equipos para el experimento. Ensamble los elementos como se muestra en la figura, sin conectar a la corriente hasta que sean revisadas las conexiones.

NOTA: Mantenga el electrmetro desenchufado de la corriente y el multmetro apagado hasta el momento de iniciar la toma de datos.Para la ejecucin del experimento usted deber realizar los siguientes pasos:

1. Encender el multmetro en la escala de color rojo y coloque la perilla en la escala de voltaje en 3 de corriente continua.

2. Calibre el multmetro, para esto, hgalo con el tornillo de color negro, ubicado en la parte superior derecha del aparato.

3. Conecte el electrmetro amplificador a la corriente.Ahora est listo para empezar a ejecutar el experimento.

4. Frote la varilla de PVC con el trozo de tela de lana, luego, introduzca la varilla en el vaso de Faraday grande y registre el voltaje medido en el multmetro.

5. Repita el proceso con las otras varillas (acrlico y metlica).

6. Ahora repita el proceso con las tres (3) varillas cambiando los elementos de descarga (vaso de Faraday pequeo y placa circular).

7. Repita los pasos 4 a 6 frotando las varillas con el trozo de tela de algodn y con el papel peridico. Tambin se pueden frotar las varillas con el cabello.

NOTA: Si el multmetro no regresa a su posicin cero (0) despus de retirar la varilla, puede apagarlo y volverlo a encender, si an no regresa a cero (0), hgalo con el tornillo de color negro.

Registre en la siguiente tabla los voltajes medidos.Elemento de descarga

Elemento para frotar

Varilla

Vaso de Faraday grande

Lana

Metlica

PVC

Acrlica

Algodn

Metlica

PVC

Acrlica

Papel peridico

Metlica

PVC

Acrlica

Otro elemento

Metlica

PVC

Acrlica

Vaso de Faraday pequeo

Lana

Metlica

PVC

Acrlica

Algodn

Metlica

PVC

Acrlica

Papel peridico

Metlica

PVC

Acrlica

Otro elemento

Metlica

PVC

Acrlica

Placa circular

Lana

Metlica

PVC

Acrlica

Algodn

Metlica

PVC

Acrlica

Papel peridico

Metlica

PVC

Acrlica

Otro elemento

Metlica

PVC

Acrlica

Nota: Del cuidado que tengan en la ejecucin de la prctica y en la toma de datos dependen la calidad de datos que puedan obtener.

EVALUACIN

Como parte de la evaluacin ahora usted debe realizar las siguientes actividades:a Describa el proceso de carga de un capacitor.

b A partir de los datos obtenidos calcular el valor de la carga elctrica almacenada en los 3 casos (con los 2 vasos de Faraday y para la placa circular).

c Con los datos obtenidos calcular el valor de la energa potencial elctrica almacenada en los 3 casos (con los 2 vasos de Faraday y para la placa circular).

d Qu tipo de carga se genera en cada una de las varillas empleadas?. Confronte sus resultados con el tipo de carga que producen estos materiales segn la literatura.

e Compare el tipo de carga generada y su valor de acuerdo al material (lana, algodn, papel peridico) con el que frot las varillas.

BIBLIOGRAFA

TEXTOS SUGERIDOS




IDENTIFICACIN




PRACTICA N 6Histresis del ncleo de un transformador


Evaluar las leyes del Electromagnetismo mediante la experimentacin, aplicacin y anlisis de resultados obtenidos en pruebas de laboratorio. Comprueba los conceptos de susceptibilidad y permeabilidad magntica en materiales ferromagnticos y distingue las partes y lo que ocurre en el ciclo de una curva de histresis a partir de la observacin, experimentacin y anlisis de curvas realizadas con ayuda del software CASSY-lab.

ACTIVIDADES

Para la evaluacin del informe de laboratorio se tendrn en cuenta todos los conceptos y explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluacin que se evidencia desde la ejecucin de la prctica hasta la realizacin y puntualidad de la entrega del informe de parte del estudiante al profesor.

El preinforme escrito del laboratorio que usted realizar se entrega al iniciar la prctica y debe contener: ttulo de la prctica, objetivos, marco terico (corresponde a la teora investigativa acerca del tema de la practica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecucin) y bibliografa.Los temas de la investigacin terica acerca de la prctica son los siguientes:

Materiales ferromagnticos, paramagnticos y diamagnticos (conceptos, propiedades y caractersticas).

Concepto de dominio magntico.

Concepto de permeabilidad magntica.

Qu es la histresis magntica y como se produce?. Explicacin de la curva.

Formas de las curvas de histresis y aplicaciones.Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: clculos, anlisis de los resultados obtenidos (datos), anlisis de grficas, evaluacin, observaciones y conclusiones.LISTA DE MATERIALES

Sensor Cassy

Adaptador de corriente

Ncleo en forma de U con yugo

Dispositivo de sujecin

Transformador de 500 espiras

Generador de funciones S12 con adaptador

Resistencia STE, 1 Ohmio, 2 W

Tablero de conexin

8 Cables, 100cm, negros

PC con Windows 95/98/NT o mejor versin Sofware CASSY Lab

MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTO

Figura 1Para realizar el montaje deber seguir los siguiente pasos con ayuda de la grfica 1 y as poder empezar a desarrollar la prctica:

1. Conectar la Resistencia de 1 Ohmio sobre el tablero de conexin 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 ejecucin del experimento usted deber 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 Fsica y luego en la prctica llamada Histresis 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 pestaa 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 listo para empezar a ejecutar el experimento.

1. Ajuste el generador de funciones a una frecuencia de 0,1 Hz, onda senoidal y un voltaje inducido U=2 V.

2. Ahora dar clic en el botn de ajustes y en la pestaa CASSY dar clic sobre la figura del sensor en IA1. Aparece una ventana de configuracin de entrada del sensor, all dar clic el botn corregir. Aparece una ventana para corregir valores medidos, all 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 configuracin del sensor.

Figura 24. Ahora dar clic sobre la figura del sensor en UB1, all dar clic en corregir. Aparece una ventana para corregir valores medidos, all 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 configuracin del sensor y por ltimo la de ajustes.

6. Recuerde que las mediciones se inician y se detienen con el botn , en este caso dar clic para que inicie y termine la toma de datos y la representacin de la curva de histresis.

7. Ahora cambie el ajuste del generador de funciones a una frecuencia de 0,3 Hz, 0.5 Hz onda senoidal y un voltaje inducido U=2 V y repita la medicin para cada frecuencia graficando las 3 curvas en la misma cuadricula del Cassy-Lab.

8. Ahora cambie el ajuste del generador de funciones a una frecuencia de 0,2 Hz, onda senoidal y un voltaje inducido U=1 V, 2 V y 3 V. Repita la medicin para cada frecuencia graficando las 3 curvas en la misma cuadricula del Cassy-Lab.

Figura 3

EVALUACIN

Como parte de la evaluacin ahora usted debe realizar las siguientes actividades:a. Con el Cassy Lab calcule la integral de pico para los ciclos de la curva de histresis.

b. Qu significa el valor de la integral calculada?

c. Explique el comportamiento de la curva de histresis, es decir porqu tiene esa forma?.

d. Graficadas en la misma cuadricula compare las diferentes curvas de histresis que obtuvo cuando cambi la frecuencia. Explique el porqu de su diferencia.

e. Graficadas en la misma cuadricula haga las mismas comparaciones entre las diferentes curvas de histresis que obtuvo cuando cambi el voltaje inducido U. Explique el porqu de su diferencia.f. Qu fenmeno fsico ocurre para que en los diferentes ciclos la curva de histresis no pase por el mismo trazado?.

BIBLIOGRAFA

TEXTOS SUGERIDOS

GURU, Bhag S. MAQUINAS ELECTRICAS Y TRANSFORMADORES, Segunda edicin. Ed. Mc Graw Hill.

SEGUI CHILET, Salvador. FUNDAMENTOS BASICOS DE LA ELECTRONICA DE POTENCIA


TIPLER, A, Fsica, tomo I y II.

RODRIGUEZ, O, Fsica electromagnetismoRAYMOND, A. Fsica para ciencias e Ingeniera




Departamento De Ciencias Bsicas

Laboratorio de Fsica

electromagnetismo corte2

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