PRACTICA 1 CARGAS ELECTRICAS MATERIALES Generador de Van de Gras. PROCEDIMIENTO 1.Acerque cualquiera de las barras, sin frotarla, a la esfera de tecnoport que estasuspendida en el pnduloelctricocomomuestralailustracin5.Anote lo observado. Observamos que al acercar la barra de acetato la esfera no se mueve, no hay atraccin entre ellas. Debido a que la esfera tiene cargaelctricaneutra(+q = -q, por lo que no se atraen ni repelen) existe equilibrio, no se produce alteracin alguna en el sistema. Inicialmente el acercar la barra de acetato sin haberla cargadopreviamentedenota que la carga neta deestaescero(talcomoeldela esfera). 2.Frote la barra de acetato con el pao de seda, luego acrquela a la esfera de tecnoport. Repita la operacin frotando la barra de vinilito. Anote sus observaciones. Luegodefrotarlabarradeacetatoconelpaodeseda,seproducetransferenciadeelectrones, entoncesalacercarestabarraalaesferita,seproducelaatraccinenambasdebidoala descompensacin de carga producida en la esfera de carga neutra por la barra. 3.Ponga frente a frente dos esferas de tecnoport suspendidas en los pndulos elctricos. A continuacin frote la barra de vinilito con elpao de lana, luego toque a la esfera 1 y a la esfera 2. Anote susobservaciones. Laesferitaseacercaalabarrahasta pegarse, si movemos la barra de vinilito haciaunladolaesferasemuevejunto a ella. Alfrotarlabarradevinilitoconlalana, estasecargapositivamente(+).Al acercarentonceslabarradevinilito(+), sobre las esferas ahora de carga neutra, seproducelacargadelamismacomo (+),paraentoncesdespusdequitarla barra,repelersemutuamente,alhaber adquiridoambasesferascargapositiva (+). 4.Acerque sin tocar la barra de acetato a la esferita 1(blanca); simultneamente acerque sin tocar la barra de vinilito a la esfera 2(negra). Anote sus observaciones. Observamos que no sucede nada, ya que la esfera no se mueven y sigue en su posicin inicial. Al acercar simultneamente las barras de vinilito y acetato cargadas (+) y (-) respectivamente la esfera con carga neutra, y al acercar las barras de vinilito y acetato, se produce descompensacin en la esfera, atrayendo mutuamente a cada barra. Esto es: acetato (-) con la esfera 1 (+), y el vinilito (+) con la esfera 2 (-). Pese a la corta distancia entre las barras y la esfera, no se produce repulsin entre cargas de las barras ni la esfera, esto debido a la presencia masiva de campo elctrico producido por las barras. 5.- Electroscopio, es un aparato que nos permite observar si un cuerpo esta electrizado o no lo esta. Acerque la barra de acetato previamente frotadacon el pao de seda a la esfera metlica del electroscopio. Anote sus observaciones. Observamos un ligero movimiento de las laminas de Electroscopio cuando se acerca la barra a el. Comolaesferademetaldelelectroscopionohaestadoencontactoprevioconalgunafuentede corriente,sucarganetaesnula,estoes,seencuentraenestadoneutro.Alacercarlabarrade acetato previamente frotada con el pao de seda, ha hecho cargar a la barra negativamente (-), con lo quealacercarlaa laesferademetal delelectroscopio,por efecto de lainduccin,produce quelas cargas (-) de la esfera se dirijan hacia las placas del electroscopio, con lo que al tener la misma carga dichas placas (-), se repelen, abrindolas. 6.- Manteniendo cerca de la esfera metlica la barra de acetato, coloque un dedo de su mano sobre la esfera. Anote sus observaciones. Alcolocareldedosobrelaesferametlicaobservequelaagujadelelectroscopiodejade moverse; esto sucede ya que nuestro dedo es un aislante. Al acercar la barra de acetato (-) sobre la esfera del electroscopio, se induce carga negativa sobre sta,peroalcolocarundedosobrelaesfera,seproduceladescargadelamismahaciatierra,por lo que las cargas (-) de la esfera son derivadas a tierra. Luego, las cargas (+) de la esfera se redistribuyen para lograr el equilibrio respecto a la barra, por lo que las placas del electroscopio se separan (debido a que al perder cargas (-), las placas se hacen positivas (+)). 7.- Manteniendo cerca de la esfera metlica la barra de acetato, retire el dedo que haba colocado sobre ella. Anote sus observaciones. Al retirar el dedo lentamente observe que la aguja vuelve a su estado anterior, es decir se mueve nuevamente. Manteniendolabarradeacetato(-)cercaalaesferadelelectroscopio,alretirareldedodela esferaocurrequeseproducenuevamentedescompensacinsobrelaesferadelelectroscopio, debido a que las cargas (-) de la misma no soy ya descargadas a tierra, perdindose el equilibrio. Al ser el acetato ms (-) respecto a la esfera, las placas se polarizan (-), y al tener la misma carga, se repelen, por lo que dichas placas se abren. 8.- Retire la barra de Acetato de la vecindad de la esfera metlica. Anote sus observaciones. Al igual que lo anterior la lmina se sigue moviendo. Al retirar la barra de acetato de la vecindad de la esfera, el efecto de carga (-) producido por sta cesa, y la carga neta sobre la esfera se redistribuye, obtenindose finalmente el equilibrio, lo que se manifiesta con que las placas puedan quedar cerradas o semi-abiertas. 9.- Repita los pasos 7, 8, 9 y 10 con la barra de Vinilito previamente frotadacon el pao de lana. Los resultados obtenidos con la vinilito son los mismos que los obtenidos con la barra de Acetato. Como la esfera de metal del electroscopio no ha estado en contacto previo con alguna fuente de carga (pasado un tiempo prudente luego de los pasos anteriores), su carga neta es nula, esto es, seencuentraenestadoneutro.Alacercarlabarradevinilitopreviamentefrotadaconlapielde gato, ha hecho cargar a la barra positivamente (+), con lo que al acercarla a la esfera de metal del electroscopio, por efecto de la induccin, produce que las cargas (-) de la esfera se dirijan hacia lasplacasdelelectroscopio,conloquealtenerlamismacargadichasplacas(-),serepelen, abrindolas. Manteniendo la barra de vinilito (+) cerca a la esfera del electroscopio, al retirar el dedo de la esfera ocurre que se produce nuevamente descompensacin sobre la esfera del electroscopio, debido a que las cargas (+) de la misma no soy ya descargadas a tierra, perdindose el equilibrio. Al ser la vinilito positiva (+) respecto a la esfera,las placas se polarizan positivas (+), y al tener la misma carga, se repelen, por lo que ambas se abren. Al retirar la barra de vinilito de la esfera, el efecto de carga (+) producido por sta cesa, y la carga neta sobre la esfera se redistribuye, obtenindose finalmente el equilibrio, lo que se manifiesta con que las placas puedan quedar cerradas o semi-abiertas. CUESTIONARIO 1.-Indique las formas de electrificacin que se observan en las experiencias de este laboratorio explicando en qu consiste cada una de ellas. Enelprocesoporfrotamientohayunpasoespontneodeelectronesentreloscuerpos,estoes, ambos cuerpos deben tener carga. Los cuerpos inicialmente encuentran en estado neutro (carga neta nula). Existe transmisin de carga continua (mientras dura el frotamiento). Al final del proceso la canti-dad de carga es la misma en ambos cuerpos, pero de signo opuesto. En la carga por contacto, se requiere que por lo menos uno de los cuerpos este cargado. Cuando los cuerpos se pone en contacto, el cuerpo cargado (inductor) atrae las cargas de signo opuesto y repele alascargasdeigualsigno.Alproducirseelcontactoinstantneo,lascargasnegativaspasanal inductor (si es positivo) y las cargas positivas se repelen y que en exceso en el cuerpo que se quiere cargar.Alfinaldelproceso,elcuerpoinicialmenteneutroquedacargado,peroconunacargadel mismo signo que el inductor. Enelprocesoporinduccin,comoenelcasodelprocesoporcontacto,esnecesarioqueporlo menos uno de los cuerpos est cargado (inductor), el que al acercarse al cuerpo (inducido), se atrae las cargas de signo opuesto y se repele las cargas de igual signo. A continuacin el cuerpo que se quierecargar(inducido)secolocaatierraylascargasnegativasy/onegativasvanatierra, dependiendo del inductor. Luego ascienden cargas negativas y/o positivas, dependiendo del inductor, para finalmente el cuerpo se cargue con el signo opuesto al inductor (en esto opuesto al proceso de contacto y similar al proceso por frotamiento). 2.-En que caso de la electrificacin por frotamiento se observa mayor efectividad? Se experimentara una mayor electrizacin cuando las esferita esta cargada y la barra q se le acerque tambin, esta a sido cargada por frotamiento, cuando se acercan hay una fuerza de repulsin o atraccin 3.-considerando que el tecnoport es un material aislante, como se distribuir la carga elctrica en las esferitas de este material? (en todo su volumen o solamente en su superficie). Se cargar en el rea en el cual se transmitir la carga ya que el tecnoport es un material aislante o dielctrico, ya que no tiene electrones libres y no pueden transmitir a travs de toda susuperficie 4.-Segncon la ilustracin, suponga que mediante algn deslizamiento del hilo la esfera 1, que contiene unacargaQ,seponeencontactoconlaesfera2,queestadescargadaQuesloquese observara? Cul ser la carga que adquiere la esfera 2? Segnel experimentoobservamos quesi tenemosala esfera negra con carga Q (ya sea positiva o negativa) y la acercamos alaesferablancaquenoestacargadapodemosnotarque ambas esferas se atraen (la intensidad depende del como esta cargadalaesfera)yentoncesocurrirunreordenamientode cargas entre ambos cuerpos en el cual, la esfera negra atrae de la esfera blanca a las cargas de signo opuesto y repele hacia el otro lado de la esfera a las cargas de igual signo.

FiguraLuegodeesteproceso,ambasquedancargadasigualmente pero con cargas de signos opuestos. 5.-Respecto a la pregunta 4, suponga ahora que la bola 1 tiene un radio 2r y la bola 2 un radio r. Si la bola 1, que contiene una carga Q, se pone en contacto con la bola 2; Cul ser la carga que adquiere de la esfera 2? Cuando se pongan en contacto la carga que adquiere la esfera 2 ser igual a Q/5 pues la carga antes y despus de estar en contacto se conserva y en las esferas la carga se distribuir en forma proporcional a sus respectivas superficies, as pues la esferita 2 queda con esa carga y la esfera 1 con una carga de 4Q/5, ambas del mismo signo. 6.-Enunexperimentodeelectrostticaseobservaqueladistanciaentrelasesferasidnticas1y2, inicialmente descargadas es de 12cm, (ilustracin). Luego de transmitirles la misma carga q a ambas esferas estas seseparanhasta16cm.Cul eselvalor de esta carga,si lamasa decadauna de ellas es de 5g y la longitud de los hilos en los que estn suspendidas las esferas es de 30cm? Graficamos nuestro diagrama de cuerpo libre: T: tensin F: fuerza M: masa G: gravedad D: distancia Fy = 0Tcos o =mg (1) Fx = 0 Tsen o=F (2) De la ecuacin (1) y la ecuacin (2) tenemos: F = m g tano Midiendo el ngulo o obtenemos la fuerza de repulsin F entre las dos esferas cargadas De acuerdo con la ley de Coulomb: 22LKqF = Reemplazando valores: d = 0.3m;L = 0.16m;m = 5.0g;g =9.8m/s2 5,0x10-3Kg x 9,8m tg 15.4 = 9x109 N-m2 /C2 q2 s2(0.16)2m2 q = 1.96x10-7C

7.-Unobjetocargadopositivamenteseacercaalaesferadeunelectroscopioyseobservaquelas laminillassecierran;ycuandosesigueacercando,sintocarlaesfera,deprontolashojuelasse abren.Que tipo de carga tiene el electroscopio? Al inicio, cuando las laminillas se cierran se esta proporcionando carga positiva al electroscopio, pero como luego las laminillas se repelen podemos decir que ha adquirido una carga de signo contrario, es decir, el electroscopio tiene carga negativa. Loscompuestosesencialesdeunelectroscopioson:unaesferaconductorapequeaalaquese sujeta un alambre conductor al fondo de l cual cuelgan dos lminas. Las lminas se denominan hojas y se suponen que estn alejados de la esfera. Al acercar a la esfera conductora metlica una barra cargada con una carga de signo contrario a la barra cargada con una carga de signo contrario a la barra de acetato, digamos del vidrio (con carga positiva), este inducira la misma carga del vidrio, quiere decir que sobre la esfera conductora existir un dficit de cargas negativas (electrones) que sufren compensadas con las del cable conductor y a su vez este compensara su dficit con las cargas de las hojas (laminilla). Estas laminillas quedaran cargas positivamente y al igual que con la barra de acetato tendern a reflexionarse. La magnitud de la separacin de las lminas depende cuantitativamente de la cantidad de carga en el electroscopio. 8.-Del experimento realizado, Se puede deducir que tipo de carga se traslada de un cuerpo a otro? Si,puesalponerencontactodoscuerposyalintercambiarcargaentreellos,notamosqueel cuerpo cargado repele las cargas del mismo signo del otro cuerpo, por lo que este queda cargado con signo contrario al primero. 9.-Considerando que toda la carga elctrica genera un campo electrosttico en el espacio que le rodea, y en una esfera de tecnoport se distribuye uniformemente una carga elctrica Q. (a) Cul ser la magnitud de la intensidad del campo a una distancia r del centro de esta esfera? (b) Ser este campo uniforme o no uniforme. a)Si consideramos que la carga se distribuye en toda la esfera de tecnoport (tiene comportamiento de un material conductor), esta genera un campo elctrico en el espacio que lo rodea, luego a una distancia r del centro la magnitud de la intensidad de campo elctrico ser: E = KQ R2 Pues, para esta consideracin, el campo elctrico de una esfera conductora se halla considerando que toda la carga se ubica en el centro de la esfera b)No, el campo generado no es uniforme pues si se toman otras distancias, con respecto al centro de la esfera, el mdulo va a variar aumentando o disminuyendo el E, ahora como esta magnitud es vectorial, tambin va a cambiar la orientacin pese a que puedan tener el mismo mdulo. CONCLUSIONE Con la presente experiencia hemos podido comprobar la existencia de la llamada "carga elctrica", que son de dos clases, la llamada "carga negativa" y la "carga positiva". Las palabras "negativa" y "positiva" son simplemente distinciones cmodas, que no tienen significacin matemtica alguna. De los experimentos realizados en la prctica conducen a dos resultados fundamentales; cargas iguales se repelen y cargas distintas se atraen.Al cuerpo que no este cargado elctricamente se le denomina cuerpo electrostticamente "nuestro", de igual nmero de cargas de ambos tipos. Existenmuchasformasdepoderelectrizaruncuerpo,entrelosmsconocidoseselfrotamiento, contacto e induccin elctrica. Puedeconcluirsequetodosloscuerposse"electrizanporfrotamiento",positivaonegativamente.La "electrizacin" de los cuerpos se puede explicar por la estructura deltomo.Untomo puede ganar o perderunoovariosdesuselectronesperifricos.Sipierdeelectronestieneundefectodeestos;portanto, se ha cargado positivamente y se le llama Ion positivo.Si por el contrario gana, se ha quedado con ms electrones, en cuyo caso se tienen un Ion negativo. La Electrizacin por contacto, se presenta cuando un cuerpo esta neutro y el otro electrizado, cuando se realizaelcontactoamboscuerposquedancargadosconigualsignodecarga.Laelectrizacinpor induccin,siuncuerpocargadopreviamenteseacercaaunneutro,obligaaesteltimoaun desplazamiento de su carga, la de signo contrario, hacia la zona ms prxima al cuerpo cargado. Si se retira el cuerpo cargado, el cuerpo neutro vuelve a reordenar su carga y sigue neutro. PRACTICA 2 CAMPO ELECTRICO MATERIALES Fuente de voltaje de 6 V.C.D.

PROCEDIMIENTO 1.Arma el circuito de la figura 1. El voltmetro mide la diferencia de potencial entre un punto del electrodo y el punto que se encuentra en la punta de prueba. Figura 1 2.Ubique en forma definitiva los electrodos sobre el fondo de la cubeta de vidrio, antes de echar la solucin electroltica, preparada anteriormente en un recipiente comn. 3.Con el voltmetromidala diferencia de potencial entre un punto del electrodo y el punto extremo inferior del electrodo de prueba. 4.En cada una de las dos hojasde papel milimetrado trace un sistema de coordenadas XY, ubicando el origen en la parte central de la hoja, dibuje el contorno de cada electrodoen las posiciones que quedaran definitivamente en la cubeta. 5.Site una de las hojas de papel milimetrado debajo de la cubeta de vidrio. Esta servir para hacer las lecturas de los puntos de igual potencial que ira anotando en el otro papel. 6.Eche la solucin electroltica en el recipiente fuente de vidrio.7.Sin hacer contacto con los electrodos mida la diferencia del potencial entre ellos acercando el electrodo de prueba a cada uno de los otros dos casi por contacto y tomando nota de las lecturas del voltmetro. Velectrodos=Velectrodo anillo-Velectrodo placa 8.Seleccione un numero de lineas equipotenciales por contruir, no menor de diez. 9.Entonceselsaltodepotencialelectricoentreylineasera,enelcasode seleccionar diez lineas por ejemplo: V = Velectrodos , y en general 10 V = Velectrodos , N : el numero de lineas N En el caso de tener un numero incomodo, redondee por el exceso o por defecto a un valor cercano comodo. 10. Desplace la punta de prueba en la cubeta y determine puntos para los cuales la lectura del voltmetro permanece. 11. Unalospuntosdeigualpotencilamediantetrazocontinuo,habrausted determinado cada uno de las superficies V2,V3,V4,V5;. CLCULOS Y RESULTADOS aV=Potencial en el electrodo negativo (anillo) pV =Potencial en el electrodo negativo (placa) V A =Diferencia de potencial entre los electrodos Hallamos V Asegn las mediciones realizadas a pV V V A = (4.4 0.4) 4.0 V V V A = = Entonces, los saltos de potencial entre lneas sern: 14.4 0.40.410V V VA = = CUESTIONARIO 1.Determine la magnitud del campo elctrico entre las lneas equipotenciales. El campo elctrico es uniforme? Por qu?

Utilizamos la ecuacin: a bV VEd= Todos los clculos deEestn medidos en/ V mm 123.8 3.40.261.5E= =233.4 3.00.261.5E= = 343.0 2.60.261.5E= =452.6 2.20.261.5E= = 562.2 2.00.131.5E= =672.0 1.60.261.5E= = 781.6 1.20.261.5E= =891.2 1.00.131.5E= = 9,101.0 0.60.261.5E= = El campo elctrico resulta ser uniforme, tericamente cuando ms lejos se encuentre del origen, el campo tiende a disminuir su intensidad podemos concluir que a una mayor distancia se podr apreciar una disminucin deE . 4.Por qu nunca se cruzan las lneas equipotenciales? Una manera sencilla de explicar esto, es dndole una mejor forma a nuestra ecuacin: a bW WVq= , de una manera general hagamos que la carga sea desplazada desde el infinito hasta un punto cercano a la carga, ya que en el infinito el potencial es nulo la ecuacin la tomar la forma siguiente: bWVq=de la siguiente manera: .pEF dV E dq q = = = , de esta ultima expresin, podemos deducir que en una distancia d el potencial tendr un nico valor, de esta manera comprobamos que cada lnea equipotencial se dibuja a una distancia determinada del causante del campo elctrico y por lo tanto no pueden cruzarse en ningn momento. 5.Si usted imaginariamente coloca una carga de prueba en una corriente electroltica cul ser su camino de recorrido? El camino recorrido es a favor de la corriente electroltica porque esta se mueve en la direccin de la lneadefuerza.Unacargasiempresemueveentredospuntosdetalmaneraqueladiferenciade potencial sea cero. 6.Por qu las lneas de fuerza deben formar un ngulo recto con las lneas equipotenciales cuando las cruzan? Comoelcampoylasfuerzassonconservativasentonceseltrabajonodependedelcamino recorrido sino solamente de dos puntos. Entonces sabiendo que la fuerza y la distancia no son nulas. Tenemos: W = VB VA d Debido a que Va y VB tiene al mismo potencial. Pero como:W = F.d = 0 F.d cos e = 0 Cos e = 0 e = 90 porlotantoconcluimosquelaslneasdefuerzaformanunngulorectoconlaslneas equipotenciales. 7.El trabajo realizado para transportar la unidad de carga de un electrodo al otro es: Se define el potencial elctrico en un punto como el trabajo cuasi esttico que debe realizarse sobre la unidad de carga positiva para traerla desde el infinito hasta al punto considerado en presencia de un campo elctrico o distribucin de cargas, la definicin es aceptable para nuestro caso. a ba bW WV Vq = 8.Siendo B AV VEd= , el error absoluto deEes: Tomamos6 de nuestros valores: 123.8 3.40.261.5E= =233.4 3.00.261.5E= = 343.0 2.60.261.5E= =452.6 2.20.261.5E= = 562.2 2.00.131.5E= =672.0 1.60.261.5E= = Hallamos su promedio: 0.23 / E V mm = Con este valor calculamoso : 2( )0.0541x xno= = Error aleatorio =3 / 1 n o = 0.072 Error absoluto = Error relativo + Error instrumental aE = 0.072 +(0.5 1.15) = 0.674 9.El error relativo de la medida deEes: 0.6742.930.23xError relativoxA= = = 10.Qu semejanza y diferencia existe entre un campo elctrico y un campo gravitatorio? La semejanza que existe entre campo elctrico y campo gravitatorio es que ambos actan sobre un punto que se encuentra en el espacio. La diferencia que existe entre campo elctrico y campo y campo gravitatorio es que en el primero lafuerzaelctricaFactasobreunacargadepruebapositivaenrepososituadaenesepunto dividida por la magnitud de la carga de prueba qo E = F(es decir est en funcin de la carga) qo En cambio en el campo gravitacional (g) la fuerza gravitacional F acta sobre una masa de prueba mo dividida por la masa de prueba. g = F(est en funcin de la masa) mo CONCLUSIONES El potencial es constante a travs de estas superficies equipotenciales. Todo cuerpo electrizado y en reposo crea a su alrededor un campo electrosttico, este campo se representa mediante lneas de fuerza que indican la accin del campo sobre otras cargas elctricas. El campo electrosttico produce una fuerza de naturaleza vectorial que depende de la carga del que lo origina. Las lneas equipotenciales depende de la geometra del electrodo y son paralelas a su superficie. A travs de cada punto del campo pasa una lnea de fuerza y una superficie equipotencial mutuamente perpendiculares. La intensidad del campo elctrico decrece en razn inversa del cuadrado de la distancia al centro electrizado. USODEINSTRUMENTOSYMATERIALESENELECTRICIDADY MAGNETISMO MATERIALES Fuente de voltaje VCD, 6D.

AmpermetroAnalgico. Dcada de Resistencia. Voltmetro. Restato.

Tablero de Resistencias. Galvanmetro.

PRINCIPIOS TEORICOS Tipos de resistencia: 1.Las resistencias fijas son aquellas en las que el valor en ohmios que posee es fijo y se define al fabricarlas.Lasresistenciasfijassepuedenclasificarenresistenciasdeusosgenerales,yen resistencias de alta estabilidad. 2.Resistencias variables son resistencias sobre las que se desliza un contacto mvil, varindose as el valor, sencillamente, desplazando dicho contacto. Las hay de grafito y bobinadas, y a su vez se dividen en dos grupos segn su utilizacin que son las denominadas resistencias ajustables, que se utilizan para ajustar un valor y no se modifican hasta otro ajuste, y los potencimetros donde el uso es corriente. 3.LasResistenciasnolinealessonaquellasenlasqueelvalorhmicovaraenfuncindeuna magnitud fsica. CdigodeColoresEselcdigoconelqueseregulaelmarcadodeelvalornominalytoleranciapara resistencias fijas de carbn y metlicas de capa fundamentalmente. Tenemos que resaltar que con estos cdigos lo que obtenemos es el valor nominal de la resistencia pero no el valor real que se situar dentro de un margen segn la tolerancia que se aplique. Cdigo de colores para tres o cuatro bandas COLOR 1 CIFRA 2 CIFRA N DE CEROS TOLERANCIA (+/-%) PLATA -- 0,01 10% ORO -- 0,1 5% NEGRO -0-- MARRN 1101% ROJO 22 00 2% NARANJA 33 000 - AMARILLO 44 0000 - VERDE 55 00000 - AZUL 66 000000 - VIOLETA 77-- GRIS 88-- BBBLLLAAANNNCCCOOO 99-- Tolerancia: sin indicacin +/- 20%Paradeterminarelvalordelaresistenciacomenzaremospordeterminarlabandadela tolerancia: oro, plata, rojo, marrn, o ningn color. Si las bandas son de color oro o plata, est claro que son las correspondientes a la tolerancia y debemos comenzar la lectura por elextremocontrario.Sisondecolorrojoomarrn,suelenestarseparadasdelasotras tresocuatrobandas,yascomenzaremoslalecturaporelextremoopuesto,1cifra,2 cifra, nmero de ceros o factor multiplicador y tolerancia, aunque en algunos casos existe una tercera cifra significativa. En caso de existir slo tres bandas con color, la tolerancia ser de +/- 20%. La falta de esta banda dejar un hueco grande en uno de los extremos y se empezar la lectura por el contrario. Suele ser caracterstico que la separacin entre la banda de tolerancia y el factor multiplicativo sea mayor que la que existe entre las dems bandas.Cdigo de colores para cinco bandas COLOR 1 CIFRA 2 CIFRA 3 CIFRA N DE CEROS TOLERANCIA (+/-%) PLATA --- 0,01 - ORO --- 0,1 - NEGRO -0 0 -- MARRN 1 1 1 0 1% ROJO 2 2 2 00 2% NARANJA 3 3 3 000 - AMARILLO 4 4 4 0000 - VERDE 5 5 5 00000 0,5% AZUL 6 6 6 000000 - VIOLETA 7 7 7 -- GRIS 8 8 8 -- BBBLLLAAANNNCCCOOO 9 9 9 -- Definicin puntual de Instrumentos. Galvanmetro ._Instrumento para medir intensidades pequeas de corriente elctrica a travs de una aguja. Voltmetro.- Aparato que mide en voltios diferencias de potencial elctrico. Ampermetro.-Aparato graduado en amperios que sirve para medir intensidades de corriente elctrica. Restato.- Instrumento para variar la resistencia en un circuito elctrico. Transformador.-Aparato que transforma el voltaje de una corriente elctrica. PROCEDIMIENTO 1.Llenar la tabla N1 con los valores de las resistencias del tablero de resistencias con sus respectivas tolerancias.

TABLA N 1 1Banda 2Banda 3Banda 4Banda 5 Banda Resistencia A RojoMarrnMarrnDorado-21 x 101 5% B Naranja BBBlll aaannncccooo NegroDorado -39 x 100 5% C VerdeMarrnNegroDorado-51 x 100 5% D VerdeAzulNegroNegroDorado560 x 100 5% E AzulGrisMarrnDorado-68 x 101 5% F NaranjaNaranjaMarrnDorado -33 x 101 5% La columna de RESISTENCIAS, fue completada con la siguiente igualdad: 10CR AB D = + 2.Arme el siguiente circuito mostrado en la figura N 1 FIGURA N 1 3.Una vez revisado el circuito proceda a tomar las medidas. 4.Complete la tabla N2variando el valor de las resistencias (dcada) y con los datos obtenidos de voltaje y corriente del circuito, considere el error del instrumento respectivo. TABLA N 2 020304050607080910 01 R() 100150200250300350400450500600 I (A) 0.0550.0410.0320.0260.0220.0190.0170.0150.0130.011 V (V) 6.36.67.07.17.157.47.457.487.57.55 5.Repita el paso anteriorusando el tablero de resistencias y complete la tabla N3. TABLA N3 01 0203040506 R () I (A) 0.120.090.0790.0110.0090.018 V (V) 2.53.64.47.47.427.0 El valor de Rfue calculado a partir de la ley de Ohm: V = I x R R = V I CALCULOS Y RESULTADOS Calcularemos el error en nuestras mediciones: 1.Para el valor un voltaje de 2.5 V, con una intensidad de 0.12A. R =V2.5V=20.83 I 0.12A

2.Para el valor un voltaje de 3.6 V, con una intensidad de 0.09A. R =V3.6V=40 I 0.09A

3.Para el valor un voltaje de 4.4V, con una intensidad de 0.079A. R =V4.4V=55.70 I0.079A 4.Para el valor un voltaje de 7.4 V, con una intensidad de 0.011A. R =V7.4V=672.73 I 0.011A

5.Para el valor un voltaje de 7.42 V, con una intensidad de 0.009A. R =V7.42V=824.44 I 0.009A 6.Para el valor un voltaje de 7.0 V, con una intensidad de 0.018A. R =V7.0V=388.89 I 0.018A CUESTIONARIO 1.-Cuntas escalas poseen los instrumentos? (describa cada uno deellos), indique su mnima y mxima lectura en cada escala. El Ampermetro tiene 3 escalas. El Voltmetro tiene 3 escalas. Mnima y mxima lectura del voltmetro. -Escala 0 1,5 min.= 0,025v mx. = 1,5v

-Escala0 3.0 min. = 0,05v mx. = 3,0

-Escala0 30 min. - 0,5v mx. = 30v Mnima y mxima lectura Ampermetro -Escala 0-15 min. - 0,1A mx. = 15A -Escala 0 - 0,15 min. = 0,001 A mx. = 0,15 -Escala 0 3 min. = 0,02 Amx. = 3A 2.-Explique porque existe una diferencia entre el valor calculado y medido para las tablas 1 y 2. Tenemosqueresaltar queconestoscdigosloqueobtenemoses elvalornominaldelaresistencia pero no el valor real que se situar dentro de un margen segn la tolerancia que se aplique. 3.-Investigueporquelostransformadoresposeenunncleodehierrolaminado,esdecirno usan un ncleo de hierro slido. El ncleo se compone de placas o lminas de acero de silicio, pues la inversin constante del flujo de lacorrientealternaproducecontra-corrientesenunncleodehierromacizo.Porlotanto,sise emplearaunncleodehierromacizo,seproduciraunrecalentamientoeneltransformador.El laminado tiende a quebrar dichas contracorrientes. 3.-Investigue de que otra manera se determina el valor de una resistencia. (Sin cdigo de colores). CDIGO DE MARCAS Como en el caso del cdigo de colores, el objetivo del cdigo de marcas es el marcado del valor nominal y tolerancia del componente y, aunque se puede aplicar a cualquier tipo de resistencias, es tpico encontrarlo en resistencias bobinadas y variables. Comovalornominalpodemosencontrarnoscontres,cuatro,ocincocaracteresformadosporla combinacindedos,tres,ocuatronmerosyunaletra,deacuerdoconlascifrassignificativasdel valor nominal. La letra del cdigo sustituye a la coma decimal, y representa el coeficiente multiplicador segn la siguiente correspondencia: LETRA CDIGORKMGT COEFICIENTE MULTIPLICADORx1x103x106x109x1012 Latoleranciavaindicadamedianteunaletra,segnlasiguientetabla.Comosepuedeapreciar aparecentoleranciasasimtricas,aunqueestasseusannormalmenteenelmarcadode condensadores.

TOLERANCIAS SIMTRICASTOLERANCIAS ASIMTRICAS Tolerancia %Letra cdigoToleranciaLetra cdigo +/- 0,1B+30/-10Q +/- 0,25C+50/-10T +/- 0,5D+50/-20S +/- 1F+80/-20Z +/- 2G-- +/- 5J-- +/- 10K-- +/- 20M-- +/- 30N-- Comoejemploestassonalgunasdelosposiblesmarcadosenresistenciasapartirdelcdigode marcas: Valor de la resistencia en ohmios Cdigo de marcas Valor de la resistencia en ohmios Cdigo de marcas 0,1R1010K10K 3,323R322,2M2M2 59,0459R041G1G 590,4590R42,2T2T2 5,90K5K910T10T 4.-A que se le llama resistencia de precisin?, de ejemplos de su nomenclatura. Una resistencia de precisin es aquella que prcticamente no presenta error en su valor real de resistencia. Es decir su valor nominal se acerca bastante a su valor real.Una resistencia normal presenta tolerancia no menores a 5% en cambio, la resistencia de precisin presenta de 2%, 1%, 0,5% y 0,25%. Lasresistenciastradicionalestienenuncdigodecuatrocolores,deloscualeselltimorepresentala precisin que en el mejor de los casos es del 5% (color dorado), y en otros 10% (plateado) y hasta de 20% (sincolor).Existenencambioresistenciasdeprecisinquesecaracterizanportenercincobandasen lugar de las tradicionales cuatro, y su tolerancia es menor, lo que nos brinda una mayor precisin; en una resistencia de precisin las tres primeras bandas corresponden a dgitos de la resistencia, la cuarta banda eslamultiplicacinylaltimabandaindicalatolerancia.lasaplicacionesmstradicionalesdeestos componentes son los Instrumentos de Medicin, Mquinas Herramienta y Electromedicina. 5.-Qu factor determina la calidad de un buen transformador y como se obtiene este? Qu forma debe tener el lazo de histresis de un buen transformador? EFICIENCIA DEL TRANSFORMADOR.-La eficiencia se define como el cociente de la potencia de salida y de la entrada x 100. HISTRESIS Cuando un material ferromagntico, sobre el cual ha estado actuando un campo magntico, cesa la aplicacin de ste, el material no anula completamente su magnetismo, sino que permanece un cierto magnetismo residual. Para desimantarlo ser precisa la aplicacin de un campo contrario al inicial. Este fenmeno se llama HISTERESIS magntica, que quiere decir, inercia o retardo. Los materiales tienen una cierta inercia a cambiar su campo magntico. LafigurarepresentaelllamadoCICLODE HISTERESIS(tambinlazoobuclede histresis)deundeterminadomaterial magntico.Sesupone que una bobina crea sobredichomaterialmagnticounaintensidad de campo H, el cual induce en ese material magntico una induccin (valga la redundancia) de valor B.As a una intensidad de campo H0 le corresponder una induccin de valor B0. Si ahora aumenta H (aumentando la corriente que circula por la bobina) hasta un valor H1, B tambin aumentar hasta B1. (Ver figura)Pero si ahora restituimos H a su valor inicial H0, B no vuelve a B0 , sino que toma un valor diferente B2. (Obsrvese que el camino "a la ida" es distinto que "a la vuelta" lo que implica que para restituir la induccin en el ncleo a su primitivo valor, es preciso aplicar una corriente suplementaria de signo opuesto). El punto S representa la saturacin del ncleo magntico. Una vez saturado el ncleo,B no puede aumentar por mucho que lo haga H. Cada material tiene su propio lazo de histresis caracterstico. Parailustrarlagranvariedaddecomportamientomagnticoentrelosmaterialesferromagnticos, mostramoslascurvasdehistresisparadosmaterialesdistintos,elhierrocomercialyunaceroal tungsteno, en la siguiente figura Curvas de histresis para hierro comercial y acero al tungsteno. 6.-Qu es campo Coercitivo y campo remanente?, Explique las bondades e inconvenientes de estos. Se llama magnetismo remanente a la parte de la induccin magntica que queda en el ncleo cuando el campo que realiz dicha induccin es nulo. Sellamacampocoercitivoalcampodesentidocontrarionecesarioparaanularelmagnetismo remanente. 7.-Tome un restato y lea los datos del fabricante respecto a su resistencia y la intensidad de corriente mxima que puede soportar. Con estos datos calcule el voltaje mximo que se le debe aplicar al restato para no malograrlo. Nuestro restato tiene las siguientes especificaciones del fabricante: Restato Omhiaje 22 O Intensidad de corriente 24.4 A SegnlaleydeOhm: V I R = ,calculamoselvoltajemximo(V).

22 24.4 536.8 V A V = O = CONCLUSIONES Conocer el manejo y uso de los instrumentos de medicin es muy importante para los futuros trabajos de laboratorio. La interaccin de cargas elctricas con los cuerpos, determinan fenmenos fsicos que pueden ser medidos, tal es el caso de la oposicin o no al paso de los mismos, lo cual determina la propiedad de la resistividad, el cual se ha verificado en la presente experiencia.Otro caso es el de la fuente de alimentacin o batera, en la cual la diferencia de potencial, producido por la diferencia de campos elctricos entre dos cuerpos, produce el flujo de electrones entre los mismos. Todo galvanmetro puede comportarse como ampermetro y/o voltmetro.Esto depende como se coloquen los bornes del mismo.Esto es, de la disposicin de la Resistencia de Shunt con el circuito a medir. Todo potencimetro o resistencia variable, puede ser utilizado como restato.Esto se consigue cortocircuitando uno de los tres polos del mismo con cualquiera de los otros dos. El valor de unas resistencias cualesquiera, es una magnitud escalar que depende del valor de la corriente que pasa por ella, y de la diferencia de potencial que de ella se genere. Los instrumentos de medicin utilizados en el laboratorio son una herramienta vital para la experimentacin, ya que ellos nos proporcionan un acercamiento muy aproximado al fenmeno fsico en estudio.Los valores que proporcionan son, en parte, una medida a posteriori para la subsiguiente verificacin de las hiptesis y postulados mediante los procedimientos matemticos. Para minimizar al mximo los errores debemos asegurarnos que nuestro circuito se encuentre instalado de manera correcta y realizar una buena medicin con los instrumentos (tener presente el manejo de las escalas tanto la del voltmetro como la del ampermetro) LEY DE OHM CUESTIONARIO 1.-GrafiqueeinterpreteVvs.IusandolosvaloresdelaTablaI.Determinarelvalordelapendientedela misma y compare este valor con el considerando en la caja de resistencia. Segn la grfica R = 19.237, ahora hallamos el AR, que es el error al encontrar R Hallamos: R = Ri = 20.9057 R =( (Ri - R)2)1/2 = 0.555 7 AR = 0.555= 0.226R = 19.231 0.226 \6 2.-GrafiqueeinterpreteIvs.RusandolosvaloresdelatablaII.BajoquearreglodelavariableRseruna lnearecta.Grafiqueconlosdatosobtenidos.Calcularlapendientedelarectaobtenidaquesemantuvo constante para la obtencin de datos. -Calculo de la Pendiente Primero observamos que si la diferencia de potencial se mantiene constante entonces en virtud de la Ley de Ohm, el producto dela variable R por I nos representa una curva hiperblicaequiltera, es decir tiene la forma cartesiana XY =C.EntonceslarelacinexistenteentreIyRcorrespondealaformaI=K(R)n,dondenyKsonconstantesy seguramente que el valor de n sera negativo (aprox. 1 por errores experimentales) para que pueda operar el primer miembroconlavariableIypuedasatisfacerlaleydeOhm.Luegotomandologaritmoresulta:Log(I)=nLog(R)+ LogK,locualrepresentaunarectaenelpapellogartmicoydondeelvalordeLogK(amperios)debeser aproximadamente cero. El valor de n representa la pendiente en el papel logartmico relacionado la variable R con I y se calcular tomndole el logaritmo a cada uno de los valores de R e I con el fin de acomodar los valores en un papel logartmico y en la frmula: n = 77Log Ri Log Ii - 7LogRi7 LogIi 77 (Log Ri)2 - (7 Log Ri)2 i1234567Log Ii-1.19-.149-1.63-1.79-1.88-1.96-2.04Log Ri11.31.471.601.691.781.84 Log RiIi = - 18.8067 Log(Ri)= 10.68 Log Ii = - 11.98 (LogRi)2 = 16.821 n = 7 (-18.8067) - (10.68)(-11.98) = -0.04 7(16.821) - (16.821) Ahora calculamos el LogK, donde representa un elemento de la recta: Log I = nLog R + Log K donde: Log K = 77(Log Ri)2 Log Ii - 7LogRiLogIi 77 (Log Ri)2 - (7 Log Ri)2 Log K = (16.821)(-11.98) - (-18.8067) = 1.81 7(16.821) - (16.821) Entonces: K = 64.61; luego reemplazando los valores de n y K en esta ecuacin: I = K (R)nI = (64.61)(R)-0.0452 V/R = (64.61)(R)-0.0452 R = (41.99) (R)-0.0452donde V = cte = 0.65 R = (3.8 x 1040)R25conociendo:n = -0.04, K = 64.61 Entonces la ecuacin de la recta de papel logartmico es: Log (I) = nLog(R) + Log K Log(I) = (-0.04)Log R + 64.61 3.- Grafique e interprete V vs. Rusando los valores de la tabla II. Determine el valor de la pendiente y compare este valor con la intensidad de corriente que se consider como constante. La resistividad de un conductor lineal (que obedece a la ley de Ohm) es temperatura constante, por tanto tambin es constante la resistencia. Luego la variacin de voltaje entre sus bordes. En la grafica, la intensidad de I es igual aI = AV A R CorrespondealapendientedelarectaconrespectoalejeXosealatangentedelnguloX.Cuantomayorseala corriente, mayor sera la pendiente. As tendremos una I = 0.05A, que difiere de 0.054 a 0.004A. Esto puede ser explicado por la resistencia interna de l voltmetro que es colocado en paralelo, disminuye el valor dela resistencia R y aumenta la corriente que atraviesa por R por eso la diferencia dada. I = AV =(0.725 - 0.575) V = 0.05 A A R(13 - 10)O 4.- Una lmpara tiene aproximadamente 50.5 ohmios y por la cual pasa una corriente de 25 miliamperios Cul es el voltaje aplicado? En este caso no podemos aplicar la ley de Ohm (R = V) y por ende no es factible calcularel voltaje. Observamos que no cumple la ley de Ohm debido a que la resistencia del filamento vara con la temperatura. Debido al aumentodelatemperaturatanto lalongitudcomoelreatransversaldelfilamentovara,porconsiguientevaranlas variables relacionadas con la ley de Ohm. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Armamosuncircuitoelctrico,elcualconstadeunafuente,uncontacto,unvoltmetro,unacajade resistencia, un ampermetro y un restato, el cual variando la resistencia nos demostrara si el material con el que se esta trabajando (en este caso los cables), son ohmicos o no, es decir si cumple la ley de ohm o no. Cadaexperienciaconsisteenobservaryanotarlavariacindelvoltaje,corrientey/oresistencia, manteniendoencadacasounodeestosconstantes,paraobservarlavariacindelosotrosdosal momento de variar la resistencia en el restato. VARIACIN DE LA CORRIENTE Y VOLTAJE MANTENIENDO LA RESISTENCIA CONSTANTE Laprimeraexperienciaconsisteenmedirlavariacindelvoltajeylamagnituddelacorriente electrica manteniendo la resistencia constante. Para esto fijamos unvalor determinado de R en la cajade resistencia,en este caso ser R : 10. Hacemos contacto y hacemos las respectivas mediciones. Voltaje (V)0.10.50.71.151.62.213.7 intensidad(A)0.0130.0490.0680.1140.160.220.36 VARIACINDELACORRIENTEYLARESISTENCIACONELVOLTAJE CONSTANTE Lasegundaexperienciamantendremosladiferenciadepotencialconstantea.......y haciendo variar la resistencia en la caja de esta de 5 en 5 ohms mediremos como varia la intensidad elctrica. Se hace el contacto y hacemos las mediciones resistencia(R)5101520253035 intensidad(A)0.20.10.0650.0470.040.0320.028 VARIACIN DEL VOLTAJE Y LA RESISTENCIA MANTENIENDO CONSTANTE LA CORRIENTE Para estaultima experiencia armamos el siguiente circuito Manteniendolaintensidaddecorrienteconstantevariamoselvalordelaresistenciaenlacajay medimos la diferencia de potencial resistencia(R)2468101214 Voltaje (V)0.350.91.211.681.92.32.7 POTENCIA ELECTRICA II. PROCEDIMIENTO A. Verificacin de que la potencia elctrica es funcin del voltaje y de la corriente elctrica. Se calcula y mide la potencia disipada en una resistencia conforme aumenta el voltaje. a) Arme el circuito de la Fig. 1, las resistencias R1 y R2 estn conectadas en paralelo, de manera que se puede disipar una potencia de 2W. La resistencia en paralelo es de 50O. b)Obsrveselatabla1,usandolaleydeOhmcalculelaintensidaddecorrientequepasaatravsdelas resistencias.Vareelcursordelrestato.Anotelaslecturasenlatabla1.Calculelapotenciaparacada valor. TABLA 1 V A VOLTAJE (V)CORRIENTE (A)POTENCIA (W) 0.50.370.185 10.660.66 1.51,041.56 21,362.72 2.51,694.225 32,016.03 3.52,217.735 42,5710.28 4.52,8212.69 c)Halleelvoltajepara5valoresdiferentesdeintensidaddecorriente,obtenidosmoviendoelcursordelrestato.Anote los valores en la Tabla 2.Calcule la potencia para cada valor hallado. TABLA 2 VOLTAJE (V)CORRIENTE (A)POTENCIA (W) 0.510.370.1887 1.120.660.7392 1.711.041.7784 2.251.363.06 2.701.694.563 3.422.016.8742 3.702.218.177 4.202.5710.794 4.502.8212.69 B.Determinacin la variacin de la resistencia del filamento de una lmpara con la temperatura. a)Sabiendo que la resistencia en fro del foquito es aproximadamente 6O, arme el circuito de la Fig.2. b)Ajustela fuente de voltaje sucesivamente a voltajes variando el reostato. Anote sus valores en la tabla 3. Al aumentar la corriente del filamento aumenta la potencia disipada por este, elevando su temperatura hasta que brilla. Por tanto se disipa la energa elctrica bajo la forma de luz y calor. c)Calcule y anote la resistencia del filamento de la lmpara para cada valor de voltaje y corriente en la Tabla 3. TABLA 3 A V VOLTAJE (V) CORRIENTE (A) POTENCIA (W) RESISTENCIA (O) 0.50.1250.06254 1.00.1520.1526.6 1.50.180.278 2.00.2250.458.9 2.50.250.62510 3.00.280.8410.7 3.50.331.15510.6 CONCLUSIONES -La potencia elctrica es una magnitud escalar que nos permite medir la cantidad de trabajo elctrico que realiza un flujode electrones sobre un dispositivo o elemento resistivo. -La potencia elctrica puede ser expresada como una funcin cuadrtica dependiente del flujo de electrones y de la resistividad del elemento por el que dicho flujo pasa. -Lapotenciaelctricapuedeserexpresadacomounafuncindependienteenformadirectadeladiferenciade potencial aplicada a un elemento, as como de la resistividad de dicho elemento. -La mxima disipacin de la energa en forma de calor producidapor el paso de un flujo de electrones, se presenta en un circuito elctrico serie. -LapotenciaelctricaesunaconsecuenciafsicadelaleydeOhm,perononecesariamentecumple matemticamente con dicha ley. -La potencia elctrica es casi como una propiedad de ciertos elementos por la cual la energa que se genera con el pasodeunflujoelectrones,semanifiestaenformadedisipacindecaloroluz,loqueindicaqueestaclasede energa que desprende, lo enmarca dentro las fuerzas conservativas, ya que dicha energa (flujo de electrones) pasa del elemento resistivo hacia el medio exterior en forma de calor y/o luz, esto es; la energa no se destruye cuando sale al medio, sino que se transforma (este es el caso tpico de una plancha elctrica y otros elementos calefactores) III. CUESTIONARIO 1.Examine sus mediciones registrada en la tabla 3. Al aumentar el voltaje, aumenta la resistencia del filamento? , En que medida fue mayor la resistencia del filamento a un voltio que cuando estaba frio? Se observa que si ya que de los valores en la tabla para un voltaje de 0.5 V la resistencia es de 4O y para el voltaje de 3.5V la resistencia aumenta a 10.61O. Adems eso tambin se puede concluir de la siguiente relacin: V = IxR De aqu se puede concluir que el voltaje y la resistencia son directamente proporcionales. En qu medida fue mayor la resistencia del filamento a un voltio que cuando estaba fro? El filamento se encontraba fro cuando no exista diferencia de potencial alguno, o sea a0V , en ese momento el valor de la resistencia por dato terico era de6O. Segn los datos recogidos (tabla 3) el valor de la resistencia a 1V es de 6.58O , calculamos la variacin de los valores: AR = 6.58O 6.00O = 0.58O Esto se puede expresar en trminos de variacin porcentual: 0.58x 100=9.67% 6

Entonces el incremento neto en la resistencia es de 9.67%. 2. Cul fue el incremento en resistencia de 1.0Va 2.0V, 2.0V a 3.0V, 3.0V a 4.0V y 4 a 5V. A partir de los datos de la tabla 3, podemos afirmar que el incremento de la resistencia del filamento fue: De 1V a 2V: AR = 8.9O - 6.6O = 2.3O De 2V a 3V: AR = 10.7O - 8.9O = 1.8O 3.Realice un grfico de Voltaje vs. Resistencia, de los valores obtenidos en la tabla 3.4.Expliqueloobservadoenestaexperiencia,hagaunacomparacinconlaexperienciarealizadaeneste Laboratorio con la Ley de Ohm. De esta experiencia podemos realizar las siguientes comparaciones con la experiencia de la ley de Ohm: La Potencia elctrica es casi una consecuencia fsica de la Ley de Ohm, es decir, parte del principio bsico de la ley de Ohm, esto se puede corroborar tanto desde el punto de vista fsico (como ya se ha realizado) as comodel matemtico, yaquelapotenciaelctricaesunafuncincuadrticaquevaraenformaproporcionalalcuadradodelaintensidad que fluye por el resistor, de la que tambin es proporcional (en forma directa). EncomparacinconlaLeydeOhm,sibienesciertoqueesunaconsecuenciafsicadelaleydeOhm,nocumple estrictamente dicha ley, ya que la grfica de la potencia elctrica (como funcin) no es lineal, sino parablica. PUENTE WISHTON PRINCIPIOS TEORICOS Puente de Wheatstone Un puente de Wheatstone es un instrumento elctrico de medida inventado por Samuel Hunter Christie en 1833,mejoradoypopularizadoporSirCharlesWheatstoneen1843.Seutilizaparamedirresistencias desconocidasmedianteelequilibriodelosbrazosdelpuente.Estosestnconstituidosporcuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida. La Figura 1 siguiente muestra la disposicin elctrica del circuito y la Figura 2 corresponde a la imagen real de un puente de Wheastone tpico Figura 1.-Disposicin del Puente de Wheatstone EnlaFigura1vemosque,Rxeslaresistenciacuyovalorqueremosdeterminar,R1,R2yR3son resistenciasdevaloresconocidos,ademslaresistenciaR2esajustable.Silarelacindelasdos resistencias del brazo conocido R2/R1) es igual a la relacin de las dos del brazo desconocido (Rx/R3), el voltajeentrelosdospuntosmediossernuloyportantonocircularcorrientealgunaentreesosdos puntos. Para efectuar la medida lo que se hace es variar la resistencia R2 hasta alcanzar el punto de equilibrio. La deteccindecorrientenulasepuedehacercongranprecisinmedianteelgalvanmetroG. La direccin de la corriente, en caso de desequilibrio, indica si R2 es demasiado alta o demasiado baja. El valor de la F.E.M. (E) del generador es indiferente y no afecta a la medida. CuandoelpuenteestaconstruidodeformaqueR1esigualaR3,RxesigualaR2encondicinde equilibrio. (Corriente nula por el galvanmetro). Asimismo, en condicin de equilibrio siempre se cumple que: SilosvaloresdeR1,R2yR3seconocenconmuchaprecisin,elvalordeRxpuedeserdeterminado igualmente con precisin. Pequeos cambios en el valor deRx rompern el equilibrio ysern claramente detectadosporlaindicacindelgalvanmetro.Deformaalternativa,silosvaloresdeR1,R2yR3son conocidos y R2 no es ajustable, la corriente que fluye a travs del galvanmetro puede ser utilizada para calcular el valor de Rx siendo este procedimiento ms rpido que el ajustar a cero la corriente a travs del medidor.VariantesdelpuentedeWheatstonesepuedenutilizarparalamedidadeimpedancias, capacidades e inductancias La disposicin en puente tambin es ampliamente utilizada en instrumentacin electrnica. Para ello, se sustituyen una o ms resistencias porcensores, que al variar su resistencia dan lugaraunasalidaproporcionalalavariacin.Alasalidadelpuente(enlaFigura1,dondeestel galvanmetro) suele colocarse un amplificador. PROCEDIMIENTO Arme el circuito como se muestra en la figura 1, considere una resistencia R1 del tablero de resistencias y seleccione otra resistencia RX de la caja de resistencias. FIGURA 1 Vare la posicin de contacto deslizanteD, a lo largo del hilo hasta que la lectura del galvanmetro sea cero. Anote los valores de longitudes del hilo L2 y L4 as como tambin el valor de R1 en la Tabla 1. ConlainformacinquetienecalculeelvalordelaresistenciaRXdeltablero,compareconel correspondiente cdigo de colores. Reemplaceestaporotralaresistenciadeltableroyrepitaelprocedimientoindicadocompletedeesta forma la Tabla N 1. TABLA N 1 CAJA DE RESISTENCIA R1 (OHM) LONGITUD DEL HILO RESISTENCIA MEDIDA (OHM) PORCENTAJE DE ERROR E1 EEXP x 100% E1 L2 (cm.) L4 (cm.) Con el equipo Cdigo de colores 100 66.6 33.4 50.15 51 1.66 100 23.2 76.8 331.03 330 0.31 100 34.1 65.9 193.26 200 3.37 100 35.7 64.3 180.11 180 0.06 100 15.4 84.6 549.35 560 1.9 200 2.8 97.2 6942.86 6810 1.95 CUETIONARIO 1.Justifique la expresin (4) utilizando las leyes de Kirchoff.

Para detallar con mayor amplitud la respuesta a esta pregunta, utilizaremos el siguiente grfico. Sabemos que:

Luego, a partir de esto tendremos que: R1(I1) = R3 (I2) (2) Adems, tenemos: .(3) Vac = Vbc ..(1) Vac = Vbc Luego: R2(I3) = RX (I4) .(4) De donde demostraremos que: IG= 0 Entonces, analizando a partir del grfico, por la ley de Kirchoff para nodos, tenemos: I1= IG+ I3=>IG = I1- I3 ..(5) I1= IG+ I3=>IG = I1- I3 ..(6) Pero, por hiptesis, tenemos que: RX(R1) = R3 (R2) ..(7) Luego:

R2 I3= R3 (R2)I4 =>I3 = (R3)I4 R1R1 ..(8) Entonces, de aqu podemos deducir las siguientes ecuaciones: I2 =(R4)I1 R3..(9) I4 =(R1)I3 R3..(10) Ahora,siigualamoslasecuaciones(5)y(6),entonceseliminaremostemporalmenteIG,que hallaremos luego, entonces: IG = I2- I4= I1- I3 ..(11) Reemplazando las expresiones (8), (9) y (10) en (11): ..(12) (R1) (I3) -(R1)(I1)=I1 - I3R3 R3 => I3 (R1 + 1) = (R1+1) I1R3R3 ..(13) De donde podemos deducir que: I3 = I1 ..........................(14) I2 = I4 ..........................(15) Pero a su vez, podemos afirmar que: IG= 0 Lo que demuestra que para la solucin de las ecuaciones anteriores, stas no dependen del valor de IG. Finalmente, tenemos que: R1 (I1 )=R3(I2 ) ..(16) R2 (I3 )=RX(I4 ) ..(17) A partir de (14) y (15), dividimos las ecuaciones (16) y (17) miembro a miembro: Finalmente, despejando RX, tenemos: RX = R3 (R2) R1 .......(19) R!=R3R2 RX ..........(18) 2.Cules cree que han sido las posibles fuentes de error en la presente experiencia? Lasposiblesfuentesdeerrorquepudieronhabersepresentadoeneldesarrollodelaprctica pudieron ser: valores de resistencias alterados, tanto en las de la placa como en las de la caja de resistencias(dcada),debidoalusocontinuoyexcesivo,adems,lasensibilidaddel galvanmetro, su precisin y quiz alteraciones producidas al momento de lograr que la corriente IG=0,esdecir,enelmomentodelacalibracinoajuste(debidoalainteraccindecorrientes almacenadasenelbobinadodelinstrumento),asimismo,variabilidaddelaentregadevoltajey corriente por parte de la fuente de alimentacin (fluctuaciones propias de los componentes de la fuenteascomodelpropiocircuitoexperimental),alteracinenlaresistenciadelalambrede tungstenodelpuentedeWheatstone,malasconexiones,erroresdelecturaenlosinstrumentos por parte del estudiante (paralaje), etc. 3.Cmo cree que podra evitar estas fuentes de error? Principalmente, el objetivo es el de reducir dichas fuentes de error, ya queevitarlas en la prctica escasiimposible,porejemplo,enelcasodelafuentedealimentacin,podraobtenerseuna tensinconstante,luegodeestablecerelvalordedichovoltaje,medianteunestabilizadorde tensin,asmismoparaelcasodelacorriente(parmetromuysusceptiblealasvariaciones mnimas de tensin), la regulacin de la misma sera aconsejable mediante un circuito regulador decorriente. Del mismomodo,paralalecturadelosvaloresderesistenciayde corrientesera aconsejable la utilizacin de un polmetro de tipo digital.Finalmente, el utilizar resistores nuevos, tantoparalaplacaderesistoresascomoparalaresistenciadetungsteno.Eltrabajarcon instrumentosymaterialeseinstrumentosenbuenestadodeconservacin,odepreferencia nuevos,yaqueestonosdunmargendeseguridadrelativamentealta,alnohabersido manipuladas previamente. 4.ExpliqueUd.qucondicionesfsicasexistencuandonopasacorrienteporel galvanmetro. Como se observa del grfico de la pregunta N 1, cuando no circula corriente por el galvanmetro, entonces, entre los puntos a y b del circuito existe la misma diferencia de potencial, es decir, cero.Fsicamente,alestarlospuntosaybalmismopotencialelctricamenteconstituyenunmismo punto dentro del circuito, y por la configuracin que muestra la figura, R1 y R3 as como R2 y RX se encuentranrespectivamenteenparalelo,dosados.Alestarestosparesderesistenciasen paralelo,suscadasdetensinsoniguales,portanto,comolaintensidaddelgalvanmetroes nula,laintensidaddecorrienteenR2,esigualaR1,entonces,porelprincipiodeequilibrio,en ambos ramales la cada de tensin es igual al producto de las corrientes que pasan por cada una de las resistencias, es igual a: R1 (I1) = R3(I2)

y R2(I3 ) = RX (I4) Apartirdeestasecuacionessepuedeyadeterminarelvalordelaresistenciadesconocidaen funcin de las otras cuyo valor se conoce. 5.Cules son los factores que influyen en la precisin del puente de Wheatstone al tratar de conocer el valor de una resistencia desconocida? Como hemos explicado en lo referente a errores en al presente prctica, algunos de los factores que influyen en la precisin del puente, lo constituyen, entre otros, las fluctuaciones de corriente y tensin,yque,comosabemosalmomentodeaplicarlafrmula,hacenvariarladiferenciade potencialdelasresistencias,yporconsiguienteelvalordeestastambinsealtera.Porotra parte, tambin influye el modo sustancial, la precisin en la lectura de la regleta que reemplazan a dosdelasresistencias,yaqueunamalalecturaconllevaaunerrneoreemplazodevalores resultantesdemalasmediciones,loqueporconsiguientemostrarunresultadomuchasveces incompatible con el valor real. 6.Cul sera la mxima resistencia que se podra medir con el Puente de Wheatstone? Lamximaresistenciaquepuedemedirseconelcircuitotipopuenteesdependientedelos valoresdelasresistenciasobtenidasporlasdistanciasenelhilodetungsteno,elcualsedebe medir (en longitud), esto es: RX= R1 (L2) L1 De esta ecuacin, se desprende que para que el valor de la resistencia RX logre su valor mximo, el valor de R1 debe ser lo ms grande posible, y que a su vez, el valor de L2 y L1 deben ser lo ms grande y ms pequeo posible respectivamente, y ya que: R =P (L) A SededuceentoncesquelosvaloresdeL2yL1sondirectamenteproporcionalesaladistancia medidaenelhilodetungsteno,estoes,cuandomayorseadichalongitud,mayorserla resistencia del mismo. Todoloanteriorsecumpledesdeelpuntodevistamatemtico,yaquedesdeelpuntodevista fsico, debemos expresar que el valor del voltaje que entrega la fuente debe ser relativamente alto, en tanto que los valores de las resistencias no deben exceder un determinado rango, ya que de ser el valor de RX muy grande, ste puede actuar dentro del circuito como un aislante, de modo que el circuito quede abierto elctricamente. 7.Por qu circula corriente por el galvanmetro cuando el puente no est en condiciones de equilibrio?Explique detalladamente. Cuandolaregulacindelpuentenosehaconseguidoan,elgalvanmetroseencuentra registrando el paso de corriente, esto debido a que al no aumentar la resistencia de modo que no circule corriente por l, existe una diferencia de potencial entre los extremos del mismo (debido a que si bien es cierto la resistencia del instrumento es muy baja, existe), lo que explica el paso de corrientequereflectalaagujaimanadadelequipo.Cuandoelpuenteestregulado,entonces dejar de circular corriente por el galvanmetro, quedando la aguja en su posicin de reposo, es decir, en el cero del instrumento, momento en cual se habr conseguido el equilibrio del circuito. 8.Cules son las ventajas y desventajas de usar el Puente? Por qu? Estetipodecircuitonospermite,dentrodesusventajas,unamedicinrpidayrelativamente precisa de resistencias cuyo valor es desconocido, esto, ahora como una desventaja, lo constituye siempreycuandoelvalordelasresistenciasapartirdelascualessevaaobtenerelvalor deseado,seantambinexactos,puesdelocontrariodichovalorresultaraerrneo.Porotra parte, una desventaja, o mejor dicho, una de las limitaciones que presenta este tipo de circuito, es que cuando se utilizan resistencias inductivas, los potenciales de VB y VC u otros, podran demorar en alcanzar sus valores finales al cerrar el interruptor de la fuente, ya que si el galvanmetro est conectado entre b y c, sealara una desviacin inicial aunque estuviera en equilibrio.9.Mencione tres aplicaciones prcticas de esta experiencia que pudiera tener en su vida profesional El circuito puente se usa para comparar y/o verificar los valores de resistencias ( de equipos adquiridos) desconocidoscon resistencias patrones calibradas con precisin . Tambin se puede utilizar en la demostracin experimental de las Leyes de Kirchohff. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ElpuentedeWheatstoneesuntipodecircuitopropiamenteconservativo,estoes,cuandoporel galvanmetronopasacorriente,esposible,mediantelaexpresindeproporcionalidad,determinar cualquiera de las resistencias, en funcin de las restantes.Esta frmula slo consigue, determinndose que las cadas de tensin as como las corrientes, se conservan para determinados puntos simtricos del circuito (por la Ley de Kirchoff). La experimentacin por medio de la regla con el hilo de tungsteno, nos demuestra que para determinar el valor de una resistencia cualquiera en funcin de este hilo, depende directamente de la longitud recorrida porlaregla,lacualesdirectamenteproporcionalasuvezalaresistenciadelhilo.Estaresistividad aumenta cuando la regla avanza hacia la derecha (Aumenta la longitud), y disminuye cuandova hacia la izquierda (menor longitud). Comopartedelapresenteexperiencia,serarecomendablequeserealizarlaimplementacinde circuitosoadaptacionesquepermitanaplicacinprcticadelpuentediseado,talcomounpuente rectificador de diodos para fuentes de alimentacin, de capacitores para radiofrecuencia, etc. As mismo sera recomendable realizar comparaciones entre los instrumentos de medicin realizados por mediodelpuentediseadoylosdeusocomercial,talcomounampermetroanalgico,ascomocon uno digital. CAMPO MAGNETICO TERRESTRE FUNDAMENTO TERICO Medida de la componente horizontal del campo magntico terrestre Enlafigura,semuestraunmodelosimplificadodelcampomagnticoterrestre,queenunaprimera aproximacin,eselmismoqueeldeunaesferaimantadauniformemente.Lospolosgeogrficoy magntico de la Tierra no coinciden, e incluso a lo largo de la historia se han producido inversionesde los polos magnticos. Como puede apreciarse en la parte derecha de la figura, la componente horizontal (local) del campo magntico terrestre BH se dirige siempre hacia el polo Norte. Para medir esta componente, se pueden realizar distintos experimentos.Primer mtodo LlamemosejeXaladireccinhorizontalNorte-Sur. ProducimosuncampomagnticoB, enladireccindelejeY, cuya intensidad calculamos. Una brjula que se orientar en la direccin del campo magntico resultante. Midiendo el ngulo queformaelcamporesultanteconelejeX,obtenemosel valordelacomponentehorizontalBHdelcampomagntico terrestre. El valor que se ha medido de esta componente en Espaa es del orden de 0.2510-4 T =0.25 gauss. Segundo mtodo El segundo mtodo se basa en la ley de Faraday. Disponemos de una bobina rectangular formada porN espiras de rea SColocamos el eje de la bobina en la direccin Norte-Sur,ylagiramosrpidamente180.Lacargatotalproducida porla fem inducidasepuedemedirmedianteungalvanmetrobalsticotalcomosehadescritoenelaparatado anterior. Ahora bien, el osciloscopio es un instrumento presente en un laboratorio que se puede conectar a la bobina y as, se puede observar de forma directa el fenmeno de la induccin electromagntica. Latrazaqueseobservaenla pantalladelosciloscopioesla representacingrficadela femenfuncindeltiempo.La ley de Faraday es: Integramos respecto del tiempo entrelosinstantest=0,yt. Siendo t el tiempo que tarda la espira en girar 180, tal como se indica en la figura. El primer miembro es el rea bajo la curvaV, en funcin del tiempo, el segundo es la diferencia entre el flujo inicial y el final i- f=NBHScos0-(NBHScos180)=2NBHS SiendoNelnmerodeespiras,yS=abelreadecadaunadeellas.Despejamoslacomponente horizontal del campo magntico BH El rea bajo la curva, fem en funcin del tiempo, se puede medir de varias maneras: Ajustando la curva a una funcin del tipo seno, se mide en el osciloscopio el tiempo t, y el mximo Vm. La ecuacin de la curva es Integrando obtenemos el rea En la experiencia real, la bobina no tiene por que moverse con velocidad angular uniforme. En este caso, el rea bajo la curva se puede obtener de forma aproximada poniendo una rejilla transparente encima de la representacin grfica de la funcin. Cuanto ms fina sea la rejilla con mejor aproximacin obtendremos el rea bajo la curva. Enelosciloscopio quesehasimulado,podemoselegirunarejillagruesa, en la que sehanestablecido las siguientes divisiones: -0.1s horizontalmente-1.0milivoltios verticalmente. Seleccionandolarejillafina,losvaloresanterioressedividenpordos,deestemodopodemos aproximarnos mucho mejor al valor exacto del rea encerrada por la curva y el eje horizontal. PROCEDIMIENTO 1.Examine y reconozca cada uno de los materiales de su equipo. 2.DeterminelamasaMylasdimensionesaybdelabarramagntica.A partir deestosdatos encuentre su momento de inercia. Utilice la frmula: I = (a2 + b2) M 12 Anote los resultados en la Tabla 1. TABLA 1 MASA M (kg.) LONGITUD a(m) ANCHO B(m) MOMENTODE INERCIA I(kg.-m2) 0.0159 0.064 m0.051 m3.46 x 10-6 3.DetermineladistanciaLentrelospolosmagnticos.Paraelloutiliceelcompsmagntico (pequeabrjula).Antesderealizarlamedicindesalojedelamesadetrabajotodomaterial magntico.Coloquelabarramagnticaenelcentrodelamesayconlaayudadelcomps magnticotracealgunaslneasdefuerza,quesalgandelospolos.Prolongandolaslneas trazadasenladireccinenqueellasparecenconvergerencontrarlaposicindelospolos magnticos. Observe la figura 6. Mida la distancia L (distancia entre los polos), anote el valor en la Tabla 2. 4.Determineladireccindelcampomagnticaterrestre,retirandolomslejosposiblelabarra magntica y coloque el comps magntico en el centro de la mesa. Trace la direccin de campo magntico terrestre. 5.Trace una perpendicular a la direccin del campo magntico terrestre y sobre esta recta alinee la barra magntica. Tal y como se muestra en la siguiente figura. El punto P en la direccin de las dos rectas que se han trazado 6.Coloque el comps magntico en el punto P. Acercando o alejando la barra magntica al punto P se consigue que el comps magntico forme un ngulo =45. En esta posicin mida la distancia d y registre el dato en la Tabla 2. 7.Suspendalabarramagnticaenlahorquilladelmagnetmetroyalnielaenladireccindel campomagnticoterrestre.Conlaayudadeotrabarramagnticaproduzcaoscilacionescon ngulosdegironomayoresa10,quenotengavibracioneslaterales.Retiretodoloscuerpos magnticos una vez que la barra est oscilando. 8.Mida el tiempo que emplea la barra magntica en realizar 10 oscilaciones completas y determine su periodo T. Repita esta medicin 5 veces como mnimo y registre estos valores en la Tabla 2. TABLA 2 N DE MEDICIN 1 2345 L NDE OSCILACIONES 1010101010 TIEMPO: t(s) 8070747273 PERIODO: T(s) 877.47.27.3T = 7.38 s L = 4.49*10-5 m d = 10. 335 * 10-2 mBh=2237.3nT CUESTIONARIO 1)Utilice la ecuacin (6), calcule al magnitud de la componente horizontal del campo magntico terrestre. Compare sus resultados con los valores dados en las tablas de textos. Utilizando la ecuacin (6) con los datos obtenidos en las tablas I y II vemos que el valor es muy prximo al de los libros de Fsica, que es de 1,7 10-5 Wb/m2 y pasando el valor de Bh que hallamos a dichas unidades nos da: 1,72 10-5 Wb/m2 . Lo que vendra a ser un error de 1,176%. 2)Que fuentes de error han afectado los resultados que se han obtenido?Podran superarse? A.La cercana de cualquier tipo de cuerpos magnetizados pudo haber alterado la direccin que marcaba la brjula, respecto al campo magntico. B.La falta de precisin de los instrumentos utilizados para hallar los polos magnticos. C.El movimiento pendular no fue el ideal, esto dependa de la habilidad del que realiza el experimento. D.Se podran superar tratando de aislar el arrea de trabajo de cualquier objeto magntico que pueda perturbar el experimento. 3)Grafique la lnea de fuerza de la barra magntica, sealando la posicin de los polos magnticos y las distancias L y d 4)Cuales son las caractersticas del campo magntico terrestre? Cul es el comportamiento de una barra magntica dentro de un campo magntico? El campo magntico terrestre es uniforme, la direccin la imantacin interna forma un ngulo de 15 con el eje terrestre. 5)En que lugar de la Tierra la componente horizontal del campo magntico terrestre es mxima? Por que? Salvo en el Ecuador magntico, el campo magntico terrestre no es horizontal; el ngulo que forma el campo con la horizontal se denomina inclinacin magntica. En Cambridge, Massachusetts (prximo a los 45 N), el valor del campo magntico terrestre es alrededor de 5,8 10-3 Wb/m2 . Ser mxima en el Ecuador por su latitud. Para un ngulo o= t/2, V es mximo; luego seno = sent/2 = 1, esto se da en los polos. 6)Deduzca las expresiones 1, 4, 5 y 6 L 0 MoMaLF (1) T : Periodo de oscilacin del movimiento de la barra magntica (armnico simple). M = -Bml sen u = -Bml u T = 2 t I / (Bml) (Mov. Arm. Simple) T = I o(relacin entre momento de inercia y aceleracin angular). (1) T = - K | (ley de Hooke) ...(2) o = w2 | sen u(w t + o) = - w2 |...(3) de (1) y (3) T = - I w2 |...(4) (2) = (4) -K | = - I w2 | w = (K/I)1/2pero T = 2 t/w T = 2 t/(I/K)1/2...(5) En el campo magntico : T = Bn sen | T = - Bh |...(7)por que |