Ondas y electromagnetismoPRÁCTICAS DE LABORATORIO

Circuitos de corriente continua

Esta práctica se ha dividido en dos partes: Durante la primera parte hemos hecho un circuito con el que

hemos comprobado la ley de Ohm(V=IR) y con ella hemos medido (y comprobado) el valor de una resistencia.

Durante la segunda parte hemos hecho otro circuito con el que hemos estudiado el proceso de carga de un condensador.

Circuitos de corriente continuaPrimera parte

Dibujo e imagen del primer circuito.

Hemos variado la posición del reóstato y realizado 10 medidas a de la diferencia de potencial en la resistencia (V) y de la intensidad que circula por el circuito (mA), cubriendo todo el rango de medida de manera homogénea.

Circuitos de corriente continuaPrimera parteEstas son las medidas que hemos realizado, junto con una gráfica donde hemos representado el voltaje frente a la intensidad. La pendiente de la misma representa a la resistencia, solo que en mΩ (pues en la gráfica hemos representado mA).

Nota: Para esta primera parte hemos usado una resistencia de 22Ω. 30 35 40 45 50 55

00.20.40.60.8

11.21.4

V/mA

V/mALinear (V/mA)

Circuitos de corriente continuaSegunda parte

Dibujo e imagen del segundo circuito.

Hemos descargado el condensador, cerrado el interruptor y conectado el cronómetro. Hemos parado el cronómetro y abierto el interruptor cada 5 segundos tomando la lectura del voltímetro y del cronómetro.

Circuitos de corriente continuaSegunda parte

Usando los siguientes datos proporcionados en el guion de la práctica y en la teoría, hemos completado una tabla con las medidas y hecho una gráfica.

Circuitos de corriente continuaSegunda parte

Al comparar los datos teóricos con los prácticos, podemos comprobar que hemos comenzado con un ligero error y este se ha ido acrecentando con el tiempo (posiblemente debido al tiempo entre abrir el interruptor, apuntar la medida y volver a cerrarlo). También se puede ver un claro valor atípico en uno de los valores prácticos.

0 50 100 150 200 2500

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

V/t

Valores teóricosValores prácticos

Campo magnético. Biot-Savart.

Esta práctica está dividida en 3 partes: En la primera parte hemos medido el campo magnético en el

centro de una bobina en función de la corriente y hemos calculado el número de espiras de la bobina.

En la segunda parte hemos medido el campo magnético a lo largo del eje de la bobina, teórica y experimentalmente.

En la tercera parte hemos medido el campo magnético a lo largo del eje de un solenoide experimentalmente.

Campo magnético. Biot-Savart.Primera parte

Disponemos de la siguiente bobina:Para empezar, hemos medido los diámetros exterior e interior de la bobina y hemos colocado el sensor de la sonda en el centro.

Medimos el campo B0 en ausencia de corriente.

Calculamos la variación del campo al aplicarle distintas corrientes.

Campo magnético. Biot-Savart.Primera parte

Hemos tomado los siguientes datos y realizado la siguiente gráfica:

Como podemos comprobar, el campo aumenta en función de la intensidad(algo que podíamos observar en la fórmula del campo).

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

0.20.40.60.8

11.21.41.6

f(x) = 0.474285714285714 x − 0.0399999999999998R² = 0.999941939791564

B(mT)

B(mT)Linear (B(mT))

Campo magnético. Biot-Savart.Segunda parte

En esta parte de la práctica no variamos la intensidad (3 A). Medimos el campo magnético variando en 5cm desde 25cm

hasta -25cm a lo largo del eje x de la bobina.

Campo magnético. Biot-Savart.Segunda parte

Hemos obtenido la siguiente tabla de datos y hecho su gráfica:

-0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.30

0.20.40.60.8

11.21.41.6

mT/m

Valores prácticosValores teóricos

Campo magnético. Biot-Savart.Tercera parte

En esta parte de la práctica aplicamos 1 A a un solenoide y no varía.

Medimos el campo magnético con la sonda Hall a lo largo del eje del solenoide.

Representamos la variación del campo en función de la posición.

Campo magnético. Biot-Savart.Tercera parte

Hemos obtenido los siguientes datos y hecho la siguiente gráfica:

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 100

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

B/x

mT/cm

Fuerza magnética sobre una corriente eléctrica

En esta práctica nuestro objetivo ha sido medir la fuerza de interacción entre el campo magnético creado por un imán y la corriente que circula por un conductor rectilíneo.

Además, hemos estimado la influencia que ejercen la longitud del conductor y la intensidad de corriente sobre dicha fuerza magnética.

Fuerza magnética sobre una corriente eléctrica

Cálculo del campo magnético, con L = 84mm.

0 1 2 3 4 5 605

101520253035

f(x) = 6.21676363636364 x − 0.74390909090909R² = 0.997446879291527

Fuerza/Intensidad

mN/ALinear (mN/A)

Fuerza magnética sobre una corriente eléctrica

Según la ecuación F=ILB la fuerza sobre una corriente rectilínea es proporcional a su longitud, suponiendo que el campo magnético sea uniforme. Para verificarlo, disponemos de un conjunto de conductores con diferentes longitudes.

Hemos medido la variación de la masa respecto a la inicial (163,55g) y calculado su respectiva fuerza para 6 longitudes diferentes.

La intensidad ha sido de 2 A y no ha variado.

Fuerza magnética sobre una corriente eléctrica

Hemos obtenido la siguiente tabla de datos y su respectiva gráfica.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 9002468

101214

f(x) = 0.136676664228237 x + 0.195462326261887R² = 0.978870797514953

Fuerza/Longitud

mN/mmLinear (mN/mm)

Ondas estacionarias en una cuerda

Nuestro objetivo en esta práctica es observar las ondas estacionarias que se forman en una cuerda cuando se hace oscilar armónicamente uno de sus extremos.

También hemos de medir la frecuencia fundamental y la frecuencia de los armónicos superiores.

Además, estudiamos la relación que existe entre la frecuencia de vibración y la longitud de la cuerda y la relación entre la frecuencia de vibración y la tensión de la cuerda.

Ondas estacionarias en una cuerda

Medida de la frecuencia fundamental y las frecuencias de los armónicos superiores

Manteniendo la longitud L=1,60m y el peso colgado de la cuerda P=200g constantes, medimos las frecuencias.

Ondas estacionarias en una cuerda

Medida de las frecuencias fundamentales en función de la longitud de la cuerda. Medida de la velocidad de propagación.

Mantenemos el peso colgado de la cuerda (200g) constante y medimos las frecuencias fundamentales para distintas longitudes de la cuerda, desde 1,60m hasta 1m de 10 en 10cm.

0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.050

2

4

6

8

10

12

14

f(x) = 11.860510700094 x − 0.56309164556254R² = 0.980002970916005

f1 * L

Hz*mLinear (Hz*m)

Ondas estacionarias en una cuerda

Medidas de las frecuencias fundamentales en función de los pesos colgados. Medida de la densidad lineal de la cuerda.

Mantenemos la longitud de la cuerda constante(1,60m) y medimos las distintas frecuencias fundamentales para los distintos pesos colgados de la cuerda.

35 40 45 50 55 60 65 700

0.5

1

1.5

2

2.5

3

f(x) = 0.0422429130082846 x − 0.0123251665360291R² = 0.984868223091688

P/f12

N/(Hz^2)Linear (N/(Hz^2))