Re 10 Lab 087 001 Fisica III

GUIA DE PRCTICA Cdigo de registro: RE-10-LAB-087-001 Versin 1.0

UNIVERSIDAD DEL VALLE

LABORATORIO DE FSICA III

Prctica N 1

MEDIDA DE LA UNIDAD FUNDAMENTAL DE CARGA (PRACTICA VIRTUAL)

1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.-

Thomson determin en el siglo XIX la relacin carga/masa de los electrones y se dio cuenta que sus medidas mostraban que la cuantizacin de la carga era posible y que poda existir una porcin mnima de carga elctrica; an as, haba bastantes fsicos que opinaban que los rayos catdicos o andicos tenan naturaleza ondulatoria. Por tanto, la experiencia de Thomson fue un importante argumento, pero no decisivo, de la existencia del electrn. La medida de su carga fue realizada por el fsico americano Millikan en 1909.

El objetivo de la experiencia era la determinacin de la cantidad de carga que lleva una gotita de aceite. La experiencia constaba de dos partes realizadas con la misma gotita.

1. La determinacin de la su masa o radio midiendo la velocidad de cada en ausencia de campo elctrico.

2. La determinacin de su carga midiendo la velocidad en presencia de campo elctrico.

Millikan comprob que el valor de la carga de cada gota era mltiplo entero de la cantidad 1.610-19 C. La carga elctrica est, por tanto, cuantizada. Dicha cantidad se denomina cantidad fundamental de carga o carga del electrn.

As como una varilla de vidrio frotada adquiere propiedades elctricas, otras sustancias se comportan de manera similar. Las gotitas producidas en el atomizador, adquieren electricidad por friccin, a continuacin, pasan a travs de un orificio, al interior de una cmara formada por dos placas horizontales de un condensador. Un microscopio permite observar el movimiento de cada gota en el interior de la cmara.


1.1 Determinacin del radio de la gota en ausencia de campo

Cada gota cae bajo la accin de su propio peso, pero la fuerza de la gravedad es anulada por la resistencia del aire, por lo que cae con velocidad lmite constante. Midiendo esta velocidad se determina el radio de la gota. Despreciamos la fuerza de empuje del aire, ya que la densidad del aceite es del orden de 800 kg/m3 y la densidad del aire tan slo de 1.29 kg/m3.

Suponemos que la gota es una esfera de radio R. Cuando se mueve con velocidad lmite constante

Despejando la velocidad lmite

Siendo la densidad del aceite y la viscosidad del aire.

1.2 Determinacin de la carga de la gota con el campo elctrico conectado

Cuando se aplica una diferencia de potencial a las placas del condensador se establece un campo elctrico. El sentido del campo elctrico es tal, que la gota se eleva con velocidad uniforme. Midiendo esta velocidad se determina la carga de la gota. Si la gota ha adquirido una carga positiva q y est en un campo E dirigido hacia arriba, las fuerzas sobre una gota que asciende se muestran en la figura.

Suponiendo que ha alcanzado la velocidad lmite constante

Conociendo que:

m = .V y V = 4/3 r3

Despejamos la velocidad v' :


Los datos necesarios para realizar la experiencia son:

densidad del aceite de 800 kg/m3,

viscosidad del aire es de 1.8 10-5 kg/(ms). La unidad fundamental de carga, o carga del electrn es e=1.610-19 C La velocidad v o v expresado en mm/s Radio de la gotita expresado en m (micras) Campo elctrico expresado en N/C

2. COMPETENCIAS. El alumno demuestra que la carga elctrica esta cuantizada y determina que la unidad fundamental de carga es igual a 1.6 x 10-19C. (Carga del electrn o protn).

3. MATERIALES Y EQUIPOS a) Una computadora b) Tener instalado Mquina virtual de Java c) Applet de Java Millikan

4. PROCEDIMIENTO

a) Ubicar el programa Applet de Java e iniciarlo. b) Introducir en el Applet, un valor para el campo elctrico en su correspondiente

control de edicin (Ej. 2x105 N/C). c) Pulsar el botn Nueva Gota. d) Con el campo elctrico desconectado, medir el desplazamiento y el tiempo

de cada de la gota con ayuda de la escala graduada (en mm) y del reloj (en s.). Para poner en marcha el reloj pulsar el botn En marcha, y para parar el reloj pulsar el mismo botn pero ahora con el ttulo Parar.

e) Antes de que la gota llegue a la placa inferior, conectar el campo elctrico y medir el desplazamiento y el tiempo con que asciende. Para conectar el campo elctrico, pulsar el botn Conectado, para desconectar el campo elctrico pulsar el mismo botn pero ahora con el ttulo Desconectado.

5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRCTICA

La prctica tiene una duracin de dos perodos.


6. MEDICIN, CLCULOS Y GRFICOS

a) Repetir para cada gota, cinco veces el mismo procedimiento de medida. Calcular las velocidades con que cae y asciende la gota, y hallar sus valores promedio.

b) Repetir el mismo procedimiento para dos gotas distintas. c) Con el valor de la velocidad con la que desciende hallar el radio de la gota. d) Con el valor de la velocidad con que asciende hallar la carga de la gota. e) Determinar la relacin q / e , para las tres gotas.

TABLA DE DATOS

TABLA DE RESULTADOS

Campo elctrico desconectado Campo elctrico conectado E= 105 N/C

Desplaz. (mm)

Tiempo (s)

Velocidad (mm/s)

Desplaz. (mm)

Tiempo (s)

Velocidad (mm/s)

Velocidad media v Velocidad media v

Carga (unidades)

7. CUESTIONARIO

a) Se verifica la relacin q = N e, o la relacin N = q / e = Numero entero? b) Como se puede reducir los errores sistemticos de la medicin directa

del tiempo.


Desplaz. (mm)

Tiempo (s)

Velocidad (mm/s)

Desplaz. (mm)

Tiempo (s)

Velocidad (mm/s)


PRACTICA N 1 MEDIDA DE LA UNIDAD FUNDAMENTAL DE CARGA

HOJA DE DATOS

Primera gota

Segunda gota


Desplaz. (mm)

Tiempo (s)

Velocidad (mm/s)

Desplaz. (mm)

Tiempo (s)

Velocidad (mm/s)


Desplaz. (mm)

Tiempo (s)

Velocidad (mm/s)

Desplaz. (mm)

Tiempo (s)

Velocidad (mm/s)


Tercera gota

Integrantes

..

..

..

..


Desplaz. (mm)

Tiempo (s)

Velocidad (mm/s)

Desplaz. (mm)

Tiempo (s)

Velocidad (mm/s)


UNIVERSIDAD DEL VALLE

LABORATORIO DE FSICA III

Prctica N 2

MEDICIN DE CORRIENTE Y TENSION


La corriente elctrica, se define como la tasa a la cual las cargas elctricas fluyen a travs de cualquier rea transversal de alambres conductores. Si una

cantidad de carga pasa a travs de una superficie en un intervalo de

tiempo la corriente promedio est dada por:

La corriente instantnea I se define como:

La unidad de corriente elctrica en el Sistema Internacional de unidades. es el amperio [A]. La tensin o diferencia de potencial elctrico, representa el negativo del trabajo por unidad de carga elctrica realizado por el campo elctrico para mover una carga entre dos puntos de alambres conductores, sin cambiar su energa cintica. El cambio en la energa potencial elctrica y la diferencia de potencial elctrica estn relacionados por:

Donde es la carga elctrica de prueba. El voltio es la unidad de diferencia de potencial elctrico en el Sistema Internacional de unidades. Instalar el siguiente circuito:

A

V


2. COMPETENCIAS.-

El estudiante medir y comparar la tensin y la intensidad de corriente en el circuito 1 y 2.

3. MATERIALES Y EQUIPOS.-

a) Un Tablero para circuitos.

b) Dos Resistores de 100 K. c) Dos Multmetros. d) Una fuente de alimentacin de Corriente Continua. e) Cables de Conexin.

4. PROCEDIMIENTO

a) Montar el circuito I y II, b) Conectar los instrumentos de medida. c) Determinar los valores de Voltaje y Corriente en ambos circuitos.

5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA.-

La prctica tendr una duracin de dos perodos acadmicos

6. MEDICIN, CALCULOS Y GRAFICOS.-

a) Representar los valores de medida de Voltaje y Corriente de las medidas efectuadas tanto en el circuito 1 como en el circuito 2, en la tabla de Datos.

b) Calcular en ambos casos la Resistencia del circuito. c) Comparar estos resultados con la resistencia Utilizada para armar los

circuitos 1 y 2.

7. CUESTIONARIO.-

a) En qu circuito se mide correctamente la corriente que fluye a travs de la resistencia de carga R?.

b) En qu circuito se mide correctamente la tensin aplicada a la resistencia de carga R?.

c) Cmo tiene que ser el circuito para medir la corriente con una pequea resistencia de carga R?.

d) Si hubiera variacin en los valores de Resistencia utilizados y obtenidos, a que se debe ella.


GUIA DE PRCTICA LABORATORIO DE FISICA GENERAL Cdigo de registro: RE-10-LAB-023-001 Versin 1.0

PRACTICA N 2 MEDICION DE CORRIENTE Y TENSION

HOJA DE DATOS

Integrantes

..

..

..

..

Circuito Voltaje (V) Corriente (A)

I

II


UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE SERVICIOS DE LABORATORIO MATERIA: FSICA III Practica No. 3

LEY DE OHM


En los materiales hmicos, la ley de Ohm establece que: V = RI

Observando que el Voltaje o diferencia de potencial es directamente proporcional tanto a la Resistencia como a la Corriente. Instalar el siguiente circuito. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional de unidades es el ohm ().

2. COMPETENCIA (S)

El estudiante medir la corriente I como una funcin del voltaje aplicado V, para resistores de distintos valores. Determinar la relacin funcional entre estas dos cantidades fsicas.


a. Un tablero para circuitos.

b. Un resistor de 10 K, 100 K, 47 K . c. Dos multmetros. d. Una fuente de alimentacin de Corriente Continua. e. Cables de Conexin.

4. PROCEDIMIENTO,

a) Montar el circuito del esquema.


b) Medir para las diferentes resistores la corriente, para diferentes valores de tensin de : 1 V, 2 V, 3V, 4V, 5V, 6V, 7V, 8V, 9V, 10V.

c) Tabular estos datos en una tabla, para los 3 resistores

5. TIEMPO DE DURACIN DE LA PRCTICA.-

La prctica tendr una duracin de 100 minutos.

6. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS.-

Los datos que arrojaron los resultados de las mediciones, Tabular y graficar I = f(V), para las tres resistores

7. CUESTIONARIO.

a) Cmo es la curva I = f(V) y cul es la relacin funcional entre estas dos variables?.

b) Qu representa la pendiente del grfico?. Determinar este valor y la ecuacin experimental, mediante el mtodo de mnimos cuadrados.

c) Cules son las fuentes de desviacin de los valores experimentales?. d) Cumple la ecuacin experimental obtenida con la Ley de Ohm?.


PRACTICA N 3 LEY DE OHM

HOJA DE DATOS

Voltios (V) 10 K. Corriente (A) 100 K. Corriente (A) 47 K. Corriente (A)

1

2

3

4

5

.

Integrantes

..

..

..

..



RESISTORES EN PARALELO Y EN SERIE

1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO 1.1 RESISTORES EN PARALELO

Las diferencias de potencial en los resistores son las mismas:

3 La resistencia equivalente para un circuito en paralelo es igual a:

321

1111

RRRRT

1.2 RESISTORES EN SERIE

A travs de cada resistor fluye la misma corriente I

La resistencia equivalente para un circuito en serie, es

RT = R1+R2+R3.

2. COMPETENCIA (S).- El estudiante verificara la ley de corrientes de Kirchhoff, para un circuito con resistores conectados en paralelo. El estudiante verificara la ley de voltajes de Kirchhoff para un circuito con resistores conectados en serie.


1. Un tablero para circuitos.

2. Resistores de 4.7 K, 10 K y de 47 K. 3. Dos multmetros. 4. Una fuente de alimentacin de c.c. 5. Cables de experimentacin.

4. PROCEDIMIENTO


4.1RESISTORES EN PARALELO:

a) Armar el siguiente circuito:

b) Medir la corriente I y la tensin V, anotar estos resultados en la tabla de la Hoja de datos.

4.2 RESISTORES EN SERIE:

a) Armara el siguiente circuito:

b) Medir la corriente I en el multmetro.

c) Medir la tensin en la fuente, luego las cadas de tensin V1, V2 y V3.

d) Registrar estos valores obtenidos en la tabla de la Hoja de Datos. 5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRCTICA


6. MEDICION, CALCULOS Y GRFICOS

6.1 Resistores en paralelo a. Registrar en una tabla las resistencias calculadas de acuerdo a la

relacin V/I.


b) De acuerdo a la frmula respectiva para resistencias en paralelo determinar la resistencia total R del circuito.

6.2 Resistores en serie

a) Calcular la resistencia total R del circuito a partir de I y V. b) Determinar los valores de R1, R2 y R3 a partir de los resultados de la

medicin.

7. CUESTIONARIO.-

7.1 RESISTORES EN PARALELO:

Se cumple la primera Ley de Kirchhorff?, Es decir I = I1 + I2 + I3.

7.2 RESISTORES EN SERIE:

a) Cmo se comporta V en relacin con V1, V2, V3?. Analizar si cumple la segunda ley de Kirchhoff, V=V1+V2+V3.

b) Analizar si R=R1+R2+R3. c) Cules son los factores experimentales que influyen para que las

anteriores igualdades no se cumplan exactamente?


Cap. 4. RESISTORES CONECTADO EN SERIE Y PARALELO

HOJA DE DATOS

a) Resistores en Serie.

b) Resistores en paralelo

Voltaje de entrada (V)

Corriente de entrada (A)

Resistencia

()

Voltaje (V)

R1 = 47 K V1 =

R2 = 4.7 K V2 =

R3 = 10 K V3 =

PARTICIPANTES

.

Circuito con

Voltaje (V)

Corriente (A)

Resistencia

R1=

R2=

R3=

RT=


UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE SERVICIOS DE LABORATORIO MATERIA: FSICA III

Practica No. 5

PUENTE DE WHEATSTONE


Para el anlisis consideramos el circuito de puente de hilo siguiente:

Donde :

Rx= resistencia a medir

R = resistencia conocida L1 y L2 = longitudes de los conductores de las resistencias R1 y R2

En el circuito si Vab = 0 entonces: Iab= 0

Ica = Iad (1)

Icb = Ibd (2)

Vac = Vbc (3)

Vad = Vbd (4)


Como Ica = Vca / Rx; Iad = Vad / R; Icb = Vcb / R1; Ibd = Vbd / R2

eemplazando en (1) y (2) se tiene:

Vca / R x = V ad / R (5)

Vcb / R1 = Vbd / R2 (6) De (4) , (5) y (6) se obtiene : VcaR/Rx = VcbR2 / R1

Como: Vca = Vcb resulta :

Rx = RR1/R2 = RL1 / L2 (7) Puesto que: R1 = L1 / A y R2 = L2 / A 2. COMPETENCIA (S).-

El estudiante determinar el valor de resistencias elctricas desconocidas utilizando el puente de Wheatstone. Aplicara el cdigo de colores, para verificar los valores obtenidos.

3. MATERIALES Y EQUIPO.-

1. Fuente de C.C. de 1. 5 voltios 2. Galvanmetro 3. Puente con contacto mvil 4. Resistencia de 100 ohmios 5. Juego de resistencias cuyos valores se conocen solo a travs del cdigo de

colores

4. PROCEDIMIENTO

a) Armar el equipo segn la figura b) Colocar el galvanmetro a la mxima escala c) Conectar la fuente de energa d) Desplazar el contacto mvil del puente de hilo, hasta que el galvanmetro

indique cero


5. TIEMPO DE DURACIN DE LA PRCTICA.-



a) Bajar la escala del galvanmetro para apreciar una mnima desviacin b) Cuando Iab = 0 medir L1 c) Calcular L2 = 1000 L1 d) Calcular Rx aplicando la ecuacin (7) e) Determinar el valor de Rx aplicando el cdigo de colores f) Calcular la discrepancia entre ambos valores

Z(%) = ( Rt Re) / Rt)x100

g) Repetir el procedimiento para cada una de las resistencias

suministradas Nota. En el rango de miliohms, tomar en cuenta la resistencia de los conductores de conexin

7. CUESTIONARIO

a) La discrepancia es mayor o menor cuando L1 se mide en la parte central del puente de hilo

b) Qu ventajas tiene el mtodo? c) Qu desventajas tiene el mtodo? d) Tendr importancia el valor de la resistencia desconocida respecto a la

resistencia de referencia? e) Describa que es un galvanmetro? f) Qu ocurrir en el valor de Rx si L1 es igual a L2?


CAP. 5. PUENTE DE WHEATSTONE

HOJA DE DATOS

L1 L2 RX Z%

INTEGRANTES

..

..

..



CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR

1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO

1.1 Carga de un capacitor

Considerar el siguiente circuito:

El voltaje en el capacitor se determina de:

Donde se denomina la constante de tiempo, su unidad es el segundo

1.2 Descarga de un capacitor

En el siguiente circuito la carga inicial en el capacitor es Q:

El voltaje en el capacitor es:


Vc(t) =Voe-t/t.

2. COMPETENCIA (S)

El estudiante graficar las curvas de carga y descarga de un condensador y determinar sus ecuaciones experimentales de y la constante de tiempo t=RC.

3. MATERIALES Y EQUIPOS

a) Un tablero para circuitos. b) Una resistor de 100 K ohmio.

c) Un condensador de 470 F. d) Dos multmetros de c.c. e) Una fuente de alimentacin de c.c. f) Cronmetro. g) Cables de experimentacin.

4. PROCEDIMIENTO

a) Instalar el siguiente circuito:

b) Cortocircuitar el condensador con el conmutador conectado en B,

aproximadamente por 5 segundos. c) Conectar el conmutador en A, Energizando el circuito d) Simultneamente medir el tiempo t para valores de voltaje anotados en la

tabla. e) Conectar el conmutador en la posicin B.


f) Simultneamente medir el tiempo t de descarga, para valores de tensin V tabulados.

5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA

La prctica tendr una duracin de 100 minutos


a. Enchufar el condensador en la placa y simultneamente medir el tiempo t para valores del voltaje anotados en la tabla, Registrar los valores obtenidos en la tabla .

b. Remover la resistor de 100 K ohmio y conectarlo de acuerdo al circuito II. En el mismo instante medir el tiempo de descarga para valores de la tensin V tabulados, registrar estos valores en la tabla de la hoja de datos.

7. CUESTIONARIO.-

1. Dibujar las curvas de carga y descarga del condensador en el mismo grfico. Cmo son estas curvas?.

2. Determinar por el mtodo de los mnimos cuadrados las ecuaciones experimentales de carga y descarga.

3. Comparar la ecuacin de descarga V=f(t) con la ecuacin terica V=Voe-t/t. Determinar el valor de la constante de tiempo. Es este valor t=RC?


CAP. 5. CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR

HOJA DE DATOS

CARGA DESCARGA Voltaje

(Vol.) Tiempo

(s)

Voltaje

(Vol)

Tiempo

(s)

1 13

2 12

3 11

4 10

5 9

6 8

7 7

8 6

9 5

10 4

11 3

12 2

13 1

INTEGRANTES

..

..

..



BOBINAS EN CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA 1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.-

Las cargas en movimiento (corrientes) son las fuentes de los campos magnticos. La ley de Biot-Savart proporciona una expresin para encontrar el campo magntico.

donde es una constante denominada la permeabilidad del espacio libre:

El flujo magntico a travs de una superficie abierta se define como:

donde es un vector perpendicular a la superficie cuya magnitud es igual al rea dA. Los campos magnticos son continuos y forman lazos cerrados. Las lneas de campo magntico creadas por corrientes no empiezan o terminan en ningn punto. La ley de induccin de Faraday establece que si el flujo magntico cambia en el tiempo a travs de una superficie abierta definida por el lazo conductor, entonces se induce una fuerza electromotriz en el lazo conductor igual a:

Si el circuito es una bobina que consta de N espiras todas de la misma rea, entonces la FEM inducida total es:

donde L es una constante de proporcionalidad, conocida como inductancia de la bobina, que depende de la geometra del circuito. La inductancia es una medida de la oposicin a cualquier cambio en la corriente. En corriente continua, la corriente fluye solo en una direccin

B

S

d B A

BdNdt

BL

d dIN L

dt dt


En corriente alterna, la corriente cambia su direccin peridicamente. El voltaje instantneo proporcionado por una fuente de voltaje sinusoidal es igual a:

Donde es el voltaje mximo, o la amplitud del voltaje en voltios, y

es la frecuencia angular en revoluciones por segundo. es la frecuencia de la fuente en hertz y T es el periodo en segundos.

La reactancia inductiva se define como: , depende de la frecuencia y de las caractersticas del inductor. La impedancia Z de un circuito de corriente alterna se define como:

La ley de Ohm generalizada aplicada a un circuito de c.a., se denota como:

Instalar el siguiente circuito

2. COMPETENCIA (S).-

a) El estudiante medir la corriente que fluye en el circuito con la tensin continua aplicada, con y sin ncleo de hierro.

b) Medir la corriente que fluye en el circuito con la tensin alterna aplicada con y sin ncleo de hierro.

0( ) sinV t V t

2 2 1( ) , L C L CZ R X X X L XC

00

VI

Z


c) Determinar la inductancia de los tres montajes.


1. Un tablero para circuito. 2. Una bobina de 600 espiras. 3. Un ncleo en U con yugo. 4. Dos multmetros. 5. Una fuente de alimentacin de c.c. y c.a. 6. Cables de experimentacin.

4. PROCEDIMIENTO

a) Armar el circuito de la figura b) Llevar a cabo las mediciones de corriente y tensin, con la tensin

continua aplicada. i. Con una bobina sin hierro. ii. Solamente con el ncleo de hierro introducido (yugo). iii. Con ncleo en U y yugo atornillado.

c) Llevar a cabo la medicin de corriente y tensin con la tensin alterna aplicada como en el inciso A.

5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA La prctica tendr una duracin de 100 minutos


d) Determinar la corriente y tensin, con la tensin continua aplicada. i. Con una bobina sin hierro. ii. Solamente con el ncleo de hierro introducido (yugo).

iii. Con ncleo en U y yugo atornillado. iv. Con los valores hallados, confeccionar la tabla de valores de la

hoja de datos.

e) Llevar a cabo la medicin de corriente y tensin con la tensin alterna aplicada como en el inciso A y confeccionar la tabla de datos.

7. CUESTIONARIO.-

1. En base de V e I determinar R y Z, luego registrar los resultados en las tablas. 2. Cul es la diferencia que ejerce el ncleo de la bobina en la corriente que

fluye en el circuito?. Explicar de acuerdo a los incisos a) , b) y c) para c.c. y c.a.

3. Determinar la inductancia de los tres montajes.


4. Investigar la aplicacin de esta teora en transformadores. Practica No. 7

BOBINAS EN CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA

HOJA DE DATOS

Tensin Continua

Montaje Voltaje

V Corriente

I Resistencia

a) 5

b) 5

c) 5

Tensin Alterna Montaje

Voltaje V

Corriente A

Impedancia

a) 6

b) 6

c) 6

INTEGRANTES

..

..

..


UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERA MATERIA: FSICA III Practica No 8

TRANSFORMACION DE VOLTAJE


Al aplicar voltaje de corriente alterna a la bobina primaria, por est circula una corriente alterna que produce un flujo magntico que cambia peridicamente. De acuerdo a la ley de Faraday se inducen voltajes en las bobinas primaria y secundaria proporcionales al nmero de vueltas de las bobinas correspondientes. La relacin de voltajes en las bobinas son aproximadamente iguales a la relacin de vueltas de las bobinas correspondientes en un transformador sin carga.

=

= 1

= (

)

Donde a es la relacin de transformacin

La desviacin producida en los valores finales es debida al flujo de dispersin, no todo el flujo magntico producido por la bobina primaria pasa a travs de la bobina secundaria, y la cada de voltaje producida por la Impedancia que posee la bobina primaria.

CIRCUITO

2. COMPETENCIA (S).- El estudiante medir los voltajes inducidos en la bobina secundaria (Vs) de un transformador en vaco, para diferentes voltajes en la bobina primaria (Vp) e investigar la relacin de voltajes con la relacin de vueltas de las bobinas (Ns/Np)


Graficara Vs = f( Vp ) y Vs = g( Ns / Np.) y determinara las ecuaciones experimentales.


Un ncleo de hierro laminado

Tres bobinas de 200,400 y 600 vueltas

Dos multmetros

Cables de experimentacin

4. PROCEDIMIENTO a) Armar el siguiente circuito

A

VV

b) Ajustar los multmetros como voltmetro y ampermetro de corriente alterna para un rango de medicin de 20 V y 20 A respectivamente.

c) Instalar el transformador con las siguientes combinaciones de espiras: d) 600/400; 600/200 ; 400/200; 400/600 ; 200/400; e) En cada caso conectar la bobina primaria a 6, 12 y 18 V de corriente

alterna.

5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA La prctica tendr una duracin de 100 minutos

6. MEDICION, CACULOS Y GRAFICOS

a) En cada caso conectar a la bobina primaria 6, 12 y 18 V de corriente alterna. b) En cada caso medir el voltaje secundario y la corriente de excitacin, anotarlo

en la tabla de datos.


7. CUESTIONARIO.-

1. Calcular y comparar, Vs / Vp y/con Ns / Np. 2. Graficar Vs = f( Vp ), para las relaciones de vueltas: 400/600, 200/600 y

200/400. 3. Graficar Vs = g( Ns / Np.), para Vp = 6 v.


Practica No 8

TRANSFORMACION DE VOLTAJE

HOJA DE DATOS

Tabla de voltajes Voltaje [V] Bobina Primaria Bobina Secundaria

No. Vueltas Voltaje [V] No. Vueltas Voltaje [V] 6 12 18 6 12 18 6 12 18 6 12 6

600 600 600 600 600 600 400 400 400 400 400 200

400 400 400 200 200 200 200 200 200 600 600 400

INTEGRANTES

..

..

..


UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERIA MATERIA: FSICA III Practica No. 9

GENERADOR Y MOTOR ELECTRICO


2. COMPETENCIA (S).-

El estudiante determinar la magnitud y la polaridad de la Fuerza Electromotriz inducida en el devanado de la armadura de un generador de corriente continua elemental, en funcin de la magnitud y direccin de la velocidad de rotacin, y la magnitud y direccin del campo magntico. Determinar la magnitud y direccin de la velocidad de rotacin del rotor de un motor de corriente continua elemental, en funcin de la magnitud y el sentido de la corriente en el devanado de la armadura, y la magnitud y direccin del campo magntico.



- Fuente de energa de corriente continua - Mquina de corriente continua - Imn permanente - Electroimn - Voltmetro - Cables de conexin

4. PROCEDIMIENTO, a) Armar el siguiente circuito.

b) Identificar los componentes de la mquina de corriente contnua c) Medir la resistencia del devanado de la armadura y del electroimn

4.1 Operacin como Generador

a) Conectar el voltmetro al devanado de la armadura b) Colocar el imn permanente sobre el estator c) Impulsar el rotor en una direccin, luego en la direccin opuesta d) Medir el voltaje inducido y determinar la polaridad de este voltaje para

ambas direcciones. e) Cambiar la posicin del imn permanente y repetir el procedimiento

anterior. f) Medir el voltaje inducido para 2 o ms velocidades de rotacin g) Medir el voltaje inducido variando el flujo magntico del imn permanente

5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRCTICA La prctica tendr una duracin de 100 minutos


Medir la resistencia del devanado de la armadura y del electroimn

6.1 Operacin como Generador

V

V


a) Medir el voltaje inducido y determinar la polaridad de este voltaje para

ambas direcciones del rotor impulsadas. b) Medir el voltaje inducido para 2 o ms velocidades de rotacin del rotor

impulsado en sentido horario y anti horario con la posicin del iman cambiado.

c) Medir el voltaje inducido variando el flujo magntico del imn permanente d) Anotar estos resultados en la tabla de datos.

6.2 Operacin como Motor

a) Determinar la direccin de rotacin del rotor con la polaridad de la fuente

y la posicin del imn permanente cambiados. b) Variar el voltaje de la fuente de energa (1.2, 1.5 y 1.8 V c) Variar el flujo magntico del imn permanente para 1.5 V en el devanado

de la armadura. d) En cada caso que pasa con la velocidad de rotacin?

7. CUESTIONARIO.- a) La polaridad del voltaje inducido en el generador de que depende? b) Cul es la relacin entre el voltaje inducido y la velocidad de rotacin? c) La direccin de rotacin del rotor del motor de que depende? d) Cmo se obtiene flujo variable de un imn permanente? e) Anote 5 aplicaciones de motores elctricos.



CIRCUITOS RECTIFICADORES

1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.- Para el anlisis consideramos el siguiente circuito

2. COMPETENCIA (S).- El estudiante mostrar el funcionamiento de un rectificador de media onda sin y con condensador de carga. Mostrar el funcionamiento de un rectificador en puente sin y con condensador de carga.

3. MATERIALES Y EQUIPOS

a) Placa reticular de enchufe.


b) Diodo D1/1000 c) Rectificador en puente BY 164

d) Condensadores de: 47F ,100 F y 470F

e) Resistencias de 10 K f) Osciloscopio g) Fuente de C.A. h) Enchufes en puente i) Cables de experimentacin

4. PROCEDIMIENTO

A. Montar el circuito 1 sin condensador de carga B. Conectar la fuente de C.A. C. Medir con el Osciloscopio los voltajes de entrada y salida D. Montar el circuito 1 con el condensador de carga E. Con el Osciloscopio mostrar la forma de onda del voltaje de salida en funcin de

la capacidad del condensador de carga F. Montar el circuito 2 sin el condensador de carga G. Conectar la fuente de C.A. H. Medir con el Osciloscopio los voltajes de entrada y salida I. Montar el circuito 2 con el condensador de carga J. Con el Osciloscopio mostrar la forma de onda del voltaje de salida en funcin de

la capacidad del condensador de carga

5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRCTICA

La prctica tendr una duracin de 100 minutos


K. Montar el circuito 1 sin condensador de carga L. Conectar la fuente de C.A. M. Medir con el Osciloscopio los voltajes de entrada y salida N. Montar el circuito 1 con el condensador de carga O. Con el Osciloscopio mostrar la forma de onda del voltaje de salida en funcin de

la capacidad del condensador de carga P. Montar el circuito 2 sin el condensador de carga Q. Conectar la fuente de C.A. R. Medir con el Osciloscopio los voltajes de entrada y salida S. Montar el circuito 2 con el condensador de carga T. Con el Osciloscopio mostrar la forma de onda del voltaje de salida en funcin de

la capacidad del condensador de carga


7. CUESTIONARIO.-

A. Se mide con el Osciloscopio la tensin como valor eficaz o como valor mximo?

B. Cmo se calcula el voltaje eficaz de entrada y el voltaje medio de salida en base a las

C. mediciones con el Osciloscopio? D. Cmo depende el voltaje de salida de la capacidad del condensador de

carga?


Practica No. 10

CIRCUITOS RECTIFICADORES

HOJA DE DATOS

Circuito Con condensador Sin condensador

V (Ingreso) V (Salida) V (Ingreso) V (Salida)

1

2

INTEGRANTES

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Documents

Re 10 Lab 087 001 Fisica III