manual de practicas electricidad y magnetismo ing petrolera
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ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO
SEMESTRE: 4° DE INGENIERIA PETROLERA
ELABORADO POR:
Fecha de Revisión de la Academia:
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INDICE
PRACTICA No. 1 PRACTICA No. 2 PRACTICA No. 3 PRACTICA No. 4 PRACTICA No. 5 PRACTICA No. 6
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Introducción
Este manual de practicas se realizó, en base al programa de estudios de Física 1 para Ing. Química (QUM-0510), sin embargo, el presente, puede ser utilizado en algunos otros programas de estudio de física, impartidas para las diferentes carreras, esto es debido a los contenidos en común que tienen los diferentes programas de estudio; se le recuerda al profesor de la importancia de ejemplificar casos prácticos, en donde realmente se esté aplicando los conocimientos adquiridos en el aula. Es de vital importancia involucrar al alumno en la realización de las practicas y también, exigirle investigación de los temas tratados en el salón de clases y en sus respectivas aplicaciones en el laboratorio.
En este manual se abarcan los temas de dimensiones y unidades, concepto de vector, suma de vectores, equilibrio de cuerpos, fuerzas coplanares, estática de particual, movimiento rectilíneo uniformemente acelerado y propiedades de los materiales.
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PRACTICA No. 1 CONOCIMIENTO DEL REGLAMENTO DE LABORATORIO.
Objetivo
El alumno conocerá el reglamento del laboratorio.
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PRACTICA No. 2 CARGA ELECTRICA
Objetivo
El alumno comprenderá y creará un concepto de carga eléctrica a partir de la experimentación; y observará la interacción entre las cargas.
Introducción
Si caminamos sobre una alfombra en un día seco, se puede producir una chispa cuando acercamos un dedo a una perilla metálica. Estos fenómenos representan un pequeño vistazo a la gran cantidad de carga eléctrica que está almacenada en los objetos que nos rodean. La gran cantidad de carga en todo objeto de uso diario está oculta, por lo general, debido a que el objeto tiene igual cantidad de dos clases de carga: positiva y negativa. Con esa igualdad o equilibrio de carga, se dice que el objeto es eléctricamente neutro, es decir, no tiene carga neta. Si los dos tipos de carga no están en equilibrio, entonces hay una carga neta. Decimos que un objeto está cargado para indicar que tiene un desequilibrio de carga, o carga neta.
La atracción y repulsión entre cuerpos cargados tienen numerosas aplicaciones industriales, entre las que se incluyen aspersión de pintura electrostática y recubrimiento de polvo, recolectores de polvo de cenizas en chimeneas, impresión de inyección de tinta sin impacto y fotocopiado.
Material y Equipo
Un par de guantes aislantes Dos globos pequeños metálicos llenos de helio (preferentemente sin
dibujos) 10 ligas Alambre de cobre grueso 20cm FROTADORES: Piel de conejo (o gato) Seda Franela nueva BARRAS CILINDRICAS DE: Vidrio Ebonita Acrílico PVC Nylon
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Procedimiento
Identificación de cargas eléctricas, en los materiales
1. Para aislarlo eléctricamente usar los guantes aislantes para agarrar las barras de diferentes materiales (descargue las barras).
2. Proceda a frotar vigorosamente (cargar) una barra con uno de los frotadores.
3. Cada vez que un material se va a frotar con otro frotador, se debe descargar, rodando el material sobre una tarja metálica (o “descargarlo” con nuestras manos) con el fin de neutralizar el exceso de carga que pudo haber quedado en ellas, para evitar juicios erróneos.
4. Después de cargado el material, acerque este a un globo metálico lleno con helio y verifique la inducción de carga (sin tocar el globo).
5. Cargue el globo con la barra cargada tocando el globo en múltiples ocasiones y en diferentes puntos.
6. Repita el experimento usando otra barra con otro material para frotar y cargue otro globo metálico, ahora trate de juntar lentamente los dos globos cargados y observe lo que sucede (identifique las cargas).
7. Tome en cuenta la siguiente tabla para poder identificar las cargas eléctricas de los materiales después de frotados, el experimento 11 nos dice que al frotar el vidrio con la seda, el vidrio se queda ligeramente positivo.
Frotador/barra
EVidri
oE
Ebonita
EAcrílic
oE
PVC
ENylo
nFranela 1 2 3 4 5
Piel 6 7 -- 8 910
seda11
+12
13
14
15
8. Acerque los materiales cargados hacia un alambre de cobre neutro suspendido con ligas amarradas (sin carga neta, aislado eléctricamente) y observe lo que pasa.
9. Acerque ahora al alambre de cobre a un material descargado, observe y anote.
10.Acerque los siguientes experimentos y anote sus observaciones
Experimento Experimento Observaciones6 31 15
11 4
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2 1412 78 9
10 1314 Alambre Cu
Alambre Cu 5
Agregar las respuestas de las siguientes preguntas a la sección de conclusiones de la práctica:
¿Qué pasa cuando se acercan cargas iguales? Mencione dos experimentos en donde se observó el fenómeno.¿Qué pasa cuando se acercan cargas diferentes? Mencione dos experimentos en donde se observó el fenómeno.Dibuje el flujo de carga en cada experimento y explique porque de la carga neta de cada objeto.
Bibliografía
Fundamentals of PhysicsHalliday, D. Resnick, R.6th EditionVolume 1-2
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PRACTICA No. 3 CONDUCTIVIDAD DE DIVERSOS MATERIALES
Objetivo.
Observar que al poner en contacto un cuerpo cargado con otro en estado eléctrico
neutro, se producirá transferencia de cargas si el segundo es conductor, y no la habrá si
éste es un aislante.
Materiales Equipos Reactivos11
Plancha de unicel Paño de lana Trozos de diversos materiales: madera, papel, goma, plásticos, metales, telas, cuero, vidrio, etc
11
ElectroscopioElectróforo
No aplica
Procedimiento.
1. Cargue el electroscopio valiéndose del electróforo
2. Toque la placa metálica del electroscopio con un trozo de papel. Observe la
hojuela.
3. Reitere la operación con los materiales restantes, atendiendo siempre a cómo se
comporta la hojuela móvil
Cuestionario
Enumere los resultados obtenidos al ensayar los distintos materiales
Referencias bibliográficas.
Paul E. Tippens. 2007. Física, conceptos y aplicaciones, sétima edición, México D.F.
Mc Graw Hill
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Disco de Unicel.
El unicel (poliestireno expandido) es un material que posee
características interesantes a nuestro objeto: es un aislante muy eficaz, se
electriza fuertemente por rozamiento, y posee una densidad sumamente
reducida. A ello debe añadirse que se lo consigue fácilmente a partir de
elementos descartables (bandejas de alimentos y diversos tipos de envases). Se corta
bien con cuchillas de buen filo y sierras de corte de metal. Se logra un buen alisado de
superficies con papel de lija de grano fino.
El disco que Ud. deberá confeccionar con este material (figura 1) tiene un diámetro de
10 centímetros, y un espesor de 6 a 8 milímetros.
Paño de lana
Recorte de una prenda de vestir fuera de uso un trozo de tela o de tejido de lana de 30 o
35 centímetros por lado. Será mejor si la lana no contiene fibras de poliéster.
Verifique con el paño y con el disco de unicel si se puede realizar sin dificultad la
experiencia del módulo I: Interacción entre cargas de distinto signo
Doble disco de unicel
Prepare dos discos circulares de unicel de 10 centímetros de
diámetro y de 6 a 8 milímetros de espesor. Marque en cada
uno de ellos dos puntos, como se indica en la figura 2, a 15
milímetros del borde.
Pase por dichos puntos con una aguja trozos de hilo para atar
de algodón de 40 centímetros de longitud, como se indica en la figura 3. Anude cada Página 9 de 35
hilo en el extremo final, y tire hasta que el nudo quede arrimado al disco. Asegure el
hilo en esta posición aplicando una gota de cola vinílica al nudo.
Prepare una barra de soporte de 20 centímetros de longitud. Puede utilizarse cualquier
material: un lápiz, un trozo de alambre, un sorbete de plástico.
Ate los dos pares de hilos a los extremos de la barra, cuidando que los tramos queden de
igual longitud, unos 25 centímetros (figura 4) y de modo que las caras A queden
adosadas al levantar el instrumento. Corte el hilo excedente y asegure las ataduras con
gotas de cola vinílica.
Verifique si el aparato funciona correctamente realizando la experiencia indicada en el
módulo II: Interacción entre cargas de igual signo.
Electroscopio.
Tiras de Hojalata o chapa galvanizada: Recorte una tira de hojalata de 5cm de
ancho por 26cm de largo, otra del mismo ancho y 12cm de largo, y una tercera
de 4cm de ancho por 8cm de largo.
Tornillo de 4cm de largo y cabeza fresada
Tres tuercas que hagan juego
Gajo de PVC de 5cm de ancho y 10cm de largo tomado de un caño para cloacas
Seis remaches pop cortos
Hojuela fija
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o Corte en hojalata un rectángulo de 11 x 2 cm
o Marque las líneas divisorias AB y CD
o Practique la perforación mostrada, por donde
pasará el tornillo
o Marque y recorte con cuidado la ventana central, de
modo que sus bordes no presenten irregularidades.
o Doble la pieza a 90 grados por la línea CD
o Doble la pieza por la línea AB, y conforme una
media caña de unos 3 milímetros, donde apoyará la
hojuela móvil
o Hojuela móvil: Recórtela en papel obra (de una
hoja de cuaderno) de acuerdo a las medidas
indicadas:
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Armado
Practique dos perforaciones cerca de cada extremo de la tira larga de hojalata
Practique dos perforaciones sobre el eje longitudinal de la tira, cada una a 2 cm
de su centro
Curve esta tira sobre un caño cloacal de PVC de 110mm
Corte una rodaja de la sección del caño que puede cubrir la tira de hojalata
Practique una perforación en el caño que se corresponda con cada una de las 4
perforaciones de la tira de hojalata
Recorte un gajo del caño
Arme el cuerpo del electroscopio reuniendo el caño y la tira con 4 remaches pop
Presente la tira corta de hojalata sobre la parte inferior del cuerpo del
electroscopio
Practique dos perforaciones que se correspondan con las de la tira larga
Junte ambas piezas con dos remaches pop
Doble la tira corta para formar un pie
Practique una perforación en el centro de la parte libre del gajo de PVC
Practique una perforación en el centro geométrico de la tira de hojalata de 4 x
8cm
Pase el tornillo por la perforación de la tira anterior
Fíjelo con la primera tuerca
Rosque una segunda tuerca sobre el tornillo de manera que quede
aproximadamente a 1 cm de su extremo libre
Inserte el extremo libre del tornillo en la perforación del gajo de PVC
Inserte también la perforación de la hojuela fija en el tornillo
Fije el conjunto con la tercera tuerca
Introduzca la hojuela móvil por la ventana de la hojuela fija, asentándola sobre
el apoyo. Controle que se mueva sin impedimento. Haga girar el sistema
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respecto a la tapa, de modo que la hojuela móvil se levante hacia la parte más
alejada de su borde.
Varilla de vidrio.
Estas varillas de vidrio se utilizan habitualmente como agitadores en los laboratorios de
química.
Consiga una de unos 6 a 8mm de diámetro y 20 a 25cm de largo
Péndulo eléctrico.
El dispositivo clásico para manifestar visiblemente la inducción y atracción
electrostáticas, así como el reacomodamiento de cargas en un conductor.
Su uso se describe en el módulo Obtención de cargas eléctricas
Basados en un principio similar, los siguientes dos equipos son mucho más versátiles:
Electroscopio y Ping Pong Eléctrico
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Materiales.
Base
Servirá de apoyo al aparato un trozo de madera cuadrado de 5 centímetros por lado, y de
2 centímetros de espesor
Pie aislante
Se utilizará el cuerpo de plástico de una lapicera a bolilla
Soporte en arco
Puede confeccionarse con un trozo de alambre delgado, conformado como se ilustra
Bolilla
Es una esfera de telgopor de 1 centímetro de diámetro, que se recubrirá con papel de
aluminio
Armado.
Practique en el centro de la base un
agujero pasante, donde entre
apretadamente el pie aislante. Instale éste,
y en su parte superior introduzca un
extremo del alambre, asegurándolo con
"Poxipol" en esa posición. Dele la forma
indicada, y conforme un pequeño ojal en
el otro extremo.
Pase a través de la bolilla, con una aguja, un trozo de hilo de coser de poliéster,
anudado en su extremo.
Ate el hilo al ojal del alambre, de modo que la bolilla quede a 5 centímetros de
la base.
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Electróforo de volta.
Aunque no tan famoso como las máquinas de Van der Graaf y Wimhurst, el Electróforo
de Volta es un aparato muy eficaz, sencillo y de funcionamiento seguro, que puede
proporcionar cargas adecuadas para casi todas las experiencias de electrostática
imaginables.
Se describe su uso en los módulos:
Obtención de cargas eléctricas
Determinación de existencia de carga neta
Inducción a distancia
Carga por contacto
Carga por inducción
Distribución de cargas en un conductor
El aire como conductor
Ionización del aire
Conductividad de diversos materiales
El poder de las puntas Capacitor Ping Pong Eléctrico
Materiales.
Placa conductora
Recorte un disco metálico (de hierro, aluminio o
bronce) de 15 centímetros de diámetro. El espesor
de la chapa que se utilice puede ser cualquiera, ya
que no influye en el funcionamiento del aparato; se
aconseja entre 0,5 y 1 milímetro de espesor.
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Practique en su centro un orificio que permita el paso de un tornillo de unos 20
milímetros de longitud, que sujetará la placa a la agarradera. Para que la cabeza del
tornillo no sobresalga, deberá fresarse el agujero de la placa con una broca.
Agarradera
Servirá para el caso el cuerpo de una lapicera a bolilla.
Armado.
Prepare "Poxipol" y rellene unos 2
centímetros del extremo de la agarradera
donde se inserta el tornillo
Haga pasar éste por el orificio de la placa e
introdúzcalo en la agarradera, cuidando de
que haga el mejor ajuste posible
Deje endurecer el adhesivo
Prepare otra porción de "Poxipol" y refuerce con él la unión entre la agarradera y la
placa, como se indica en la figura.
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Plancha de unicel.
Recorte un cuadrado de 16 o 17 centímetros por lado, y de 3 centímetros de espesor.
Alise todas sus caras con lija de grano fino.
Molinete electrostático.
El molinete (o molinillo) electrostático proporciona una
demostración contundente del efecto de las puntas, con el
que se consigue generar campos eléctricos muy intensos e
ionización del aire aún con pocas cargas.
Su uso se describe El poder de las puntas, demostración
con el molinete eléctrico
Materiales.
Para la confección del molinete puede utilizarse el papel de aluminio proveniente de una
bandeja descartable.
Marque prolijamente sobre la hoja de aluminio con una lapicera a bolilla las líneas y el
perímetro, según las medidas indicadas en la figura 14. Produzca con la misma lapicera
una depresión en el punto central, cuidando que el aluminio no se perfore. Para ello,
trabaje apoyando la hoja metálica sobre un cuaderno.
Recorte el perímetro y doble en suave curva hacia abajo los extremos, a unos 3
centímetros de los vértices.
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El molinete debe quedar en equilibrio y horizontal apoyándolo sobre una aguja en su
depresión central. Si así no ocurre, corrija la posición de sus dobladuras hasta lograrlo.
Soporte
Recorte dos tacos de telgopor de las medidas indicadas. Con
una sierra de corte de metales practique en
ellos un corte longitudinal hasta la mitad
de su espesor.
Tome un trozo de 80 centímetros de alambre de cobre de 1
milímetro de diámetro. Si está esmaltado, remueva el esmalte
raspando con cortaplumas unos 10 centímetros de sus extremos. En
uno de ellos sujete una aguja de punta roma (de las que se utilizan para coser lana).
Doble el otro extremo formando un anillo de unos 2 centímetros de diámetro.
A mitad de la longitud total, doble el alambre en un codo de 90º, e insértelo
hasta el fondo de los cortes de los tacos de telgopor.
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Verifique la verticalidad del tramo con la aguja. Instale el molinete en su extremo. Sople
suavemente: el molinete debe girar sin resistencia.
Jaula de Faraday.
Si un cuerpo está fabricado con un material en el que las cargas pueden moverse
libremente, estas se desplazarán y reacomodarán hasta que no se ejerza ninguna fuerza
sobre ellas. Es decir, hasta que se anule el campo eléctrico en el volumen del mismo.
La Jaula de Faraday es el arquetipo de estos cuerpos.
Su uso se describe en Distribución de cargas eléctricas en un conductor conductor.
Materiales
Base
Prepare un bloque de telgopor de 9 por 9 centímetros, y de 4 centímetros de grosor.
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Cilindro
Corte un rectángulo de 22 por 14 centímetros de tejido de alambre (en el
comercio se le conoce como "malla mosquitero").
Enrolle la malla formando un cilindro de 14 centímetros de longitud y 6
centímetros de diámetro. Ligue los bordes superpuestos con soldadura de
estaño, o cosiéndolas con un trozo de alambre fino, tomado del mismo tejido.
Hojuelas
Recorte en papel obra o en papel vegetal 10 o 12 tiras de 6 centímetros por 8
milímetros, y dóblelas a 1 centímetro de un extremo.
Armado.
Marque en la base una circunferencia de igual diámetro que el cilindro. Rebaje
con cuchilla el telgopor 15 milímetros por fuera de la circunferencia.
Instale el cilindro en la base y cuelgue las hojuelas (algunas por fuera y otras por dentro)
del borde superior del tejido.
Condensador plano y botella de Leyden.
Las fuerzas de repulsión que experimentan entre sí las
cargas eléctricas del mismo signo hacen que sea difícil
almacenar una cantidad importante de ellas en un espacio
reducido.
Puede anularse el efecto de estas fuerzas de repulsión aprovechando las fuerzas de
atracción que existen entre cargas de signos opuestos.
Esto es precisamente lo que se hace en dispositivos especiales llamados condensadores
(o a veces capacitores), de los que mostramos dos ejemplos.
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Su uso se describe en Carga y descarga de un condensador
Armado de una botella de Leyden.
Tome una botella de plástico descartable de 1,5
litros, y separe con tijeras la parte cilíndrica:
quedará la parte útil como un vaso de unos 20
centímetros de altura
Lave el vaso cuidadosamente con agua y
detergente
Recorte un rectángulo de papel de aluminio de
15 por 35 centímetros, tomado de una bandeja
descartable
Envuelva con él el vaso, ciñéndolo lo mejor
posible, y asegúrelo en esa posición tomándolo
con cinta adhesiva. Esta camisa de aluminio
debe estar 2 centímetros por debajo del borde del vaso
Haga una bajada a tierra, con cable o alambre de cobre, fijándolo con cinta
adhesiva a la camisa metálica.
Vierta arena dentro del vaso hasta 2 centímetros de su borde superior.
Tome un alambre de cobre de 30 centímetros. Si está esmaltado, remueva el
esmalte raspando con un cortaplumas. Forme en un extremo un ojal de 2
centímetros de diámetro. Introdúzcalo por el otro extremo en el centro del vaso,
hasta el fondo.
Agregue agua a la arena, hasta que ésta quede totalmente mojada.
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Alternativa.
Condensador plano.
Recorte dos rectángulos de papel de aluminio de
9x9cm
Recorte tres rectángulos de mylar de 10x10cm (el
mylar puede conseguirse en las casas que venden materiales para construir
transformadores, o alternativamente tomarse de las hojas que se usan para hacer
filminas para retroproyección)
Recorte dos rectángulos de hojalata de 2x5cm
Corte un trozo de 1.2m de cable de pequeña sección (p. ej. 0.5mm2)
Haga un sandwich en el que los dos rectángulos de papel de aluminio queden
encerrados entre las tapas de mylar
Practique un tajo de 2cm en el centro de la tapa superior
Doble uno de los dos rectángulos de hojalata en forma de L
Enhebre este rectángulo en el tajo de la tapa superior de mylar
Practique una pequeña perforación en la tapa inferior de mylar
Pele unos 3cm del cable
Enhebre el cable en agujero de la tapa inferior y hágale un nudo para que no se
salga si tiran de él
Cierre el sandwich por los bordes con cinta aisladora
Suelde el rectángulo de hojalata restante en el extremo libre del cable
El valor de capacidad obtenido será adecuado (suficientemente pequeño) para lograr
una tensión del orden de los 10kV cuando se carga este dispositivo con el electróforo de
Volta.
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Ping pong electrostático.
Este equipo permite hacer una demostración muy interesante del transporte discreto de
cargas tendiendo un puente entre la electrostática y los circuitos eléctricos.
Su uso se describe en Ping-Pong eléctrico. Carga y descarga repetidas de un conductor
Materiales.
Base
Prepare un bloque de telgopor de 8 por 8 centímetros, y
de 5 centímetros de altura.
Arco
Confórmelo con alambre de cobre de 1 milímetro de
diámetro, según se indica en la figura
Placas conductoras
Recorte dos rectángulos de hojalata de 6 por 5 centímetros formando picos en la parte
inferior.
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Bolilla
Confeccione una bolilla de unicel de unos 6 milímetros de
diámetro, y recúbrala con papel de aluminio. Con una aguja,
atraviésela con un trozo de hilo de poliéster anudado en su
extremo. Ate el hilo en el centro del arco. La distancia entre
la bolilla y el travesaño será de 65 milímetros
Marque en la base los puntos y las líneas indicados.
Clave verticalmente por los puntos los extremos del arco, hasta que la bolilla
quede 15 milímetros por encima de la base
Clave verticalmente en la base las placas conductoras. Las placas quedarán
sobresaliendo 25 milímetros por encima de la base
El conjunto armado queda como se ve en la foto del inicio
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PRACTICA 4. CALCULO DE CONDUCTANCIA EN CIRCUITOS ELECTRICOS Y MEDICION DE POTENCIAL ELECTRICO.
Objetivo
El alumno podrá calcular la conductancia involucrada en un circuito eléctrico por medio de la obtención de la diferencia del potencial eléctrico usando un multímetro.
Introducción
Una forma de cargar un condensador es colocarlo en un circuito eléctrico con una batería. Un circuito eléctrico es una trayectoria por la que puede circular una carga. Una batería es un dispositivo que mantiene cierta diferencia de potencial entre sus terminales (puntos en los que puede entrar o salir carga de una batería) por medio de reacciones electroquímicas internas en las que las fuerzas eléctricas pueden mover carga interna. La figura 26-4a, una batería B, un interruptor S, un condensador descargado C y unos alambres de interconexión forman un circuito. El mismo circuito se muestra en el diagrama esquemático de la figura 26-4b, en la que los símbolos para una batería, un interruptor y un condensador representan esos dispositivos. El terminal de potencial más alto esta marcado como + y con frecuencia se le llama terminal
positivo; el terminal de menor potencial está marcado como - y se llama terminal negativo. Se dice que el circuito ilustrado en las figuras 26-4a y b está incompleto, porque el interruptor S está abierto, es decir, no conecta eléctricamente los alambres unidos a él. Cuando el interruptor está cerrado, conectando así esos alambres, el circuito está completo y entonces puede circular carga por el interruptor y los alambres. Cuando el circuito de la figura 26-4 está completo, los electrones son impulsados por un campo eléctrico que la batería crea en los alambres. El campo mueve los electrones de la placa h del condensador al
terminal positivo de la batería; así, la placa h, al perder electrones, adquiere carga positiva. El campo desplaza el mismo número de electrones del terminal negativo de la batería a la placa l del condensador; en esta forma, la placa l, al ganar electrones, adquiere una carga negativa de igual magnitud que la placa h, que al perder electrones adquiere la carga positiva.
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Material y Equipo
Batería de 6 Volts Batería de 9 Volts 1 Multímetro Conexiones Caimán Interruptores Placas de bakelita 5X5cm Placas de bakelita 10X10cm
Procedimiento
11.Utilice la pila de 6 Volts, las conexiones caimán, el interruptor y las placas de 5X5 para montar el circuito eléctrico, como se muestra en el siguiente esquema:
12.Acomode las placas de bakelita de forma que estén a una distancia de 5cm una de la otra.
13.Con el multímetro realice una medida del voltaje en las placas, antes de cerrar el circuito, (este debe de dar cero).
14.Cierre el circuito con el interruptor y con la ayuda del maestro realice la medición del voltaje.
15.Utilizando la formula de capacitancia de placas paralelas planas, calcule la capacitancia del condensador.
16.Vuelva a rearmar el circuito tomando ahora las placas de 10X10.17.Tome el voltaje antes de cerrar el circuito.
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18.Cierre el circuito y realice la lectura, ahora calcule nuevamente la capacitancia con los nuevos datos.
19.Comprenda los resultados y saque sus conclusiones.20.Vuelva a realizar los pasos del 1 al 9 ahora utilizando la pila de 9 Volts.
Bibliografía
Fundamentals of PhysicsHalliday, D. Resnick, R.6th EditionVolume 1-2
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PRACTICA 5. RESOLUCION DE PROBLEMAS PRÁCTICOS UTILIZANDO EXCEL.
PRACTICA 6. RESOLUCION DE PROBLEMAS PRÁCTICOS UTILIZANDO EXCEL.
PRACTICA 7. METODOLOGIA POTENCIAL ESPONTANEO 1
PRACTICA 8. METODOLOGIA POTENCIAL ESPONTANEO 2
PRACTICA 9. RESOLUCION DE PROBLEMAS PRÁCTICOS UTILIZANDO EXCEL.
PRACTICA 10. RESOLUCION DE PROBLEMAS PRÁCTICOS UTILIZANDO EXCEL.
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PRACTICA No. 11 LEY DE OHM.Objetivo
Determinación de la ley de Ohm
Introducción
La ley de Ohm es una relación entre la tensión que se aplica a los extremos de un alambre con la intensidad de corriente que circula por este, siendo esta relación constante para un alambre dado. Podemos decir que es función de la naturaleza y dimensiones del conductor. La relación determina la mayor o menor facilidad que tendrán los electronespara pasar a moverse a lo largo de un conductor. Esta relación que es constante se explica en la sifuiente forma: mientras mayor sea la diferencia de potencial aplicado en el conductor, mayor será el número de electrones a través del conductor.Georges Ohm enunció su ley de la siguiente forma: la intensidad de una corriente es directamente proporcional a la diferencia de potencial etre sus extremos e inversamente proporcional a la resistenciadel conductor utilizado.La resistencia se mide en Ohms (Ω).Matemáticamente se expresa de la siguiente forma:
I=VR
Donde: I = Corriente que circula por el conductor (A).V= Diferencia de potencial (V).R = Resistencia del conductor (Ω).
Material y Equipo
Potenciómetro de 50(Ω). Lámpara de 6 V. Amperímetro. Cables. Fuente. Probador
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Procedimiento Arme el diagrama de la siguiente figura aplique 9 VCD
Ahora gire el eje del potenciómetro variando la tensión de 1 a 5 volts. Hágase la lectura de la corriente para cada valor de la tensión y anótela en la siguiente tabla.
Volts Corriente Resistencia123456789
Calcule la resistencia para cada caso utilizando la ley de Ohm.
Preguntas:¿Cómo se define un Ohm?¿En qué unidades se mide la resistencia eléctrica?Saque sus conclusiones
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PRACTICA No. 12 RESISTENCIAS FIJAS
Objetivo:Conocimiento de las funciones de una resistencia fija, así como la identificación de ésta, de acuerdo al código de barras.
Introducción:Como ya nombramos, el funcionamiento de una resistencia se basa en la oposición o resistencia que presentan algunos conductores al paso de la corriente eléctrica, siendo esta oposición no reactiva de un material al flujo de corriente. En algunos casos esta oposición es aprovechada como en el casi de los filamentos.
En los circuitos de corriente alterna a esta oposición al paso de corriente se le conoce como impedancia y es igual al valor de las resistencias empleadas. Existen muy variados tipos de resistencia que se diferencian tanto en su construcción, como en el tipo de aislante utilizado para su fabricación.
Para identificar y reconocer el valor de una resistencia el cual se mide en Ohms (Ω) los fabricantes han establecido un código especial que consiste en una clave designadas por bandas transversales, estas se encuentran transpuestas sobre el cuerpo o aislador de la resistencia.
Por ejemplo tenemos una resistencia de valor desconocido y queremos tratar de conocer su valor sin emplear un óhmetro.
1.- Tomamos la resistencia y observamos que un sólido, atravesado axialmente por un conductor y en el cual existen cuatro bandas de colores.2.- Disponga la banda que se encuentra más al extremo del cuerpo de la resistencia hacia su izquierda.3.- Esta banda es el primer valor significativo, que está en relación con la tabla dada en esta práctica.4.- La segunda banda de color corresponde al segundo valor significativo.
5.- La tercera banda corresponde a un multiplicador.Página 31 de 35
6.- La cuarta banda es la tolerancia del valor de la resistencia.
Cuando esta última banda no se encuentra en el cuerpo, corresponderá a una tolerancia automática del 20%.
Nota.- No es la única forma de identificación pero si la más común.En alguna ocasión el valor lo encontraremos en el cuerpo de la resistencia como en las resistencias de cerámica, en la de disco, etc.
Banda A Banda B Banda C Banda D
Color1ra
CifraColor
2da Cifra
Color Multiplicador Color Toler.
Negro 0 Negro 0 Negro 1 Sin color 20%Café 1 Café 1 Café 10Rojo 2 Rojo 2 Rojo 100 Dorado 10%
Anaranjado 3 Anaranjado 3 Anaranjado 1000Amarillo 4 Amarillo 4 Amarillo 10000 Plateado 5%Verde 5 Verde 5 Verde 10000Azul 6 Azul 6 Azul 1000000
Violeta 7 Violeta 7 VioletaGris 8 Gris 8 Gris 0.01
Blanco 9 Blanco 9 Blanco 0.1
Ejemplos:
Color Valor1ra Banda Rojo 22da Banda Rojo 23ra Banda Negro 04ta Banda Dorada 10Valor total = 22Ω 10%
Color Valor1ra Banda Amarillo 42da Banda Violeta 73ra Banda Anaranjado 10004ta Banda Sin color 20Valor total = 47kΩ 20%
PRACTICA No. 13 RESISTENCIAS VARIABLES.Página 32 de 35
Objetivo:
Conocerlas principales características presentadas por las resistencias variables.
Introducción: Existen dos tipos de resistencia variables: el potenciómetro y el reóstato. Un potenciómetro es un dispositivo con tres salidas (A, B y C). La resistencia en dos puntos siempre es fija (A y B) siendo (C) el variable del elemento, que puede ser desplazado longitudinalmente o circularmente sobre una superficie conductora. Esta superficie ordinariamente es un alambre muy fino enrollado en un aislante ya sea de cerámica o de algún producto plástico. Un reóstato es un dispositivo de control de corriente, ya que la controla haciendo variar la resistencia del circuito, mientras que un potenciómetro da una resistencia fija en el circuito y un medio de controlar el potencial eléctrico.
Material:
PotenciómetroResistencia de 1000ΩAmperímetroCablesTester
Procedimiento:1.- Examine la construcción del potenciómetro 1 k Ω
a) Conecte su Óhmetro a las terminales exteriores y mida su resistencia. No olvide escoger la escala correcta de su tester, así como la polaridad correcta.
2.- Conecte su Óhmetro entre un terminal exterior y una central.
a) Gire el eje del potenciómetro y mida la resistencia obtenida, esta resistencia será un valor máximo y mínimo. Anote
3.- Conecte el potenciómetro a la fuente de energía ajustado a 18 volt. CD. Conecte el voltímetro entre la salida negativa de la fuente la terminal central del potenciómetro, el circuito deberá quedar en la forma del diagrama 3.1
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Realice las siguientes mediciones:
a) E = 18 volt. Con R en si máxima posición al giro contrario de las manecillas del reloja) Rango de tensión mínimo
b) E = 18 Volts. Con R en su máxima posición en su giro conforme a las manecillas del relojb) tensión máximo.
5.- Conecte un amperímetro en serie, en el circuito anterior, como se muestra en el diagrama 3.2.
¿Cuál es la corriente (I) medida en el circuito?
a) Haga girar el potenciómetro ¿Qué Observa? Anote.
6.- Conecte el potenciómetro de 1kΩ en serie con una resistencia de 1kΩ y un amperímetro.
Alimente Volt. CD. El circuito deberá quedar como en el diagrama 3.3
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a.- Haga girar el eje del potenciómetro a la posición máxima en dirección contraria al giro de las manecillas del reloj ¿qué ocurre? Anote.
a) I =
b.- Haga girar el eje del potenciómetro a la posición máxima en dirección al movimiento de las manecillas del reloj. Anote.
b) I =
Emita sus conclusiones de los tres circuitos dados con anterioridad.
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