Laboratorio 5 de Fisica 3

7/25/2019 Laboratorio 5 de Fisica 3

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INFORME N6

I. INTRODUCCION


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INFORME N6

II. OBJETIVOS

1. Mostrar la potencia elctrica como funcin del voltaje y de la corriente,

calculadoras y midiendo la potencia disipada en una resistencia conforme

aumenta el voltaje.2. Demostrar el Voltaje y Corriente de carga y descarga de un condensador.3. Mientras ue el campo elctrico aparece en el entorno de cargas en reposo,

el campo magntico est! ligado a portadores de carga en movimiento, esto

es, a una corriente elctrica y veremos el comportamiento de una "o"ina.

III. FUNDAMENTO TEORICO Condensadores

#os condensadores son estructuras en las ue se puede almacenar cargas elctricas en

reposo. $n su estructura "!sica, un condensador consta de dos placas met!licas uerepresentan los electrodos del condensador. %or medio del aislamiento de las cargas se

forma una diferencia de potencial elctrico &tensin' Uentre los electrodos. #a imagensiguiente muestra como ejemplo un condensador de placas, con la superficie ( y la

distancia entre placas d, ue porta la carga ). De"ido al aislamiento de cargas se forma

un campo elctrico entre las placas &no representado en esta imagen'.

$ntre las placas, por lo general, se encuentra un material aislante, esto es, el elementoue se conoce como dielctrico&no representado en la parte superior'. $ntre la carga yla tensin e*iste una relacin lineal+ es v!lida la siguiente relacin.

#a magnitud C representa la capacidaddel condensador, y se e*presa con la unidad

faradio&sm"olo- '.


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INFORME N6

#a capacidad de un condensador se puede asumir como constante, y depende

/nicamente de la estructura geomtrica y del dielctrico empleado. %ara un

condensador de placas es v!lida la siguiente relacin-

$n esta ecuacin,0 es la constante elctrica de campo y posee un valor de .2 *

10412(56Vm, res el ndice dielctrico &carente de unidad', ( la superficie de una placa

y d la distancia entre placas. 5i un condensador se conecta a una tensin continua 70a

travs de una resistencia de carga 8, se carga de"ido a la presencia de dic9a tensin,proceso durante el cual la tensin del condensador, de acuerdo con una funcin

e*ponencial, aumenta de 0 V 9asta alcan:ar su valor final 70 &100;' &curva de carga

de un condensador, vase la imagen de la i:uierda'. 5i, a continuacin, se desconecta

el condensador de la fuente de tensin y se lo cortocircuita, se produce un proceso dedescarga inverso al proceso de carga &vase la imagen de la derec9a'.

Abra el instrumento virtual Fuente de tensincontinua a travs de la opcin demen Instrumentos| Fuentes de tensin| Fuente de tensin continua, o tambin

pulsando la siguiente imagen, y seleccione los ajustes que se detallan en la tablasiguiente. En primer lugar, no conecte el instrumento.

Ajustes de la fuente de tensin continua

Rango: ! "

#ensin de salida: ! "


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INFORME N6

Abra el instrumento virtual Osciloscopioa travs de la opcin de menInstrumentos| Instrumentos de medicin| Osciloscopio, o tambin pulsando lasiguiente imagen, y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente.

Ajustes del osciloscopio

$anal A % " & div

$anal ' (!! m" & div

'ase detiempo:

(!! ms & div

)odo deoperacin:

*, +$

#rigger:$anal A & lanco

ascendente & -/01E &

pre2#rigger (%3

Aplique a4ora un salto de tensin al condensador, conectando la uente de tensincontinua por medio de la tecla 567ER. Arrastre el oscilograma obtenido 4acia lasiguiente ventana.

IV. CUESTIONARIO. (El Condensador)

1. C!l es la "ra#e$"or%a de la $r&a de la "ens%'n del$ondensador dess de *e se $one$"a la "ens%'n$on"%na+

(' 5alta inmediatamente a un valor de apro*imadamente 10 V y se mantiene en este

valor.


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inguna.


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INFORME N6

C) "a tensi!n desciende ahora ms lentamente.

D' #a tensin permanece a9ora constante.


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V. FUNDAMENTO TEORICO DE 7A BOBINA EN E7CIRCUITO DE CORRIENTE CONTINUA

INDUCTANCIA DE UNA BOBINA

?unto al campo elctrico, ue aparece por ejemplo entre las placas de un condensador

cargado, e*iste en la electrotecnia un segundo tipo de campo en forma de campomagntico. Mientras ue el campo elctrico aparece en el entorno de cargas en reposo, el

campo magntico est! ligado a portadores de carga en movimiento, esto es, a una corriente

elctrica.#a inductancia # de la "o"ina es, en este caso, un indicador de su capacidad para generar

una tensin de autoinduccin. %ara una "o"ina alargada es v!lida la siguiente relacin-

$n esta ecuacin, 0es la constante magntica de campo, r la permea"ilidad relativa deln/cleo de la "o"ina, N el n/mero de espiras, l la longitud de la "o"ina y A su seccin

transversal &vase la imagen siguiente'.

#a unidad de la inductancia es el henrio&sm"olo @, 1 @ A 1 Vs6('. 7na "o"ina tiene una

inductancia igual a 1 @ si durante la modificacin uniforme de la corriente ue fluye porella en 1 ( por segundo, se induce una tensin de autoinduccin igual a 1 V.


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CONE8I9N : DESCONE8I9N DE UNA BOBINA

5i una "o"ina se encuentra en un circuito de corriente continua, la corriente ue fluye por

ella es constante 4 tomando en cuenta, en primer lugar, el proceso de cone*in 4 de maneraue no se genera ninguna tensin de autoinduccin. #a "o"ina act/a, por tanto, en este

caso, como una resistencia 9mica, cuyo valor de resistencia &por lo general muy peueBo',

resulta del valor de resistencia especfico del material de la "o"ina al igual ue de la

longitud y seccin transversal del alam"re.Cuando se conecta una "o"ina, en primer lugar, se forma su campo magntico+ de"ido a las

modificaciones resultantes del flujo, se crea una tensin de autoinduccin ue act/a

opuestamente a la tensin aplicada. De esta manera no asciende la intensidad de corrientea"ruptamente en el circuito elctrico &como ocurrira con una carga resistiva', sino ue la

corriente asciende paulatinamente 9asta alcan:ar un determinado valor final. 5i se

desconecta la "o"ina, tiene lugar un proceso inverso- (l diluirse el campo magntico seorigina una tensin de autoinduccin, ue tiene el mismo sentido ue la tensin ue se

aplica"a anteriormente, y ue en las "o"inas con fuertes campos magnticos puede adoptar

valores m!s elevados. #a tensin de autoinduccin, en principio, mantiene el flujo decorriente ue atraviesa la "o"ina, de manera ue la corriente no vara a"ruptamente sino

ue desciende paulatinamente 9asta llegar a cero.

#a siguiente imagen ilustra los procesos ue se producen durante la descone*in.

VI. CUESTIONARIO (7A BOBINA)

1. C!l es la "ra#e$"or%a de la $r&a de "ens%'n en lares%s"en$%a de des$ar-a R,+

(' 5alta a un elevado valor positivo y desciende a continuacin lentamenteacerc!ndose a 0 V

$) &alta a un elevado valor negativo y desciende a continuaci!n lentamente

acercndose a 0 V.

C' 5alta inmediatamente a 0 V %ermanece constante


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,. C'o &ar0a la $r&a de "ens%'n+

(' >o vara en lo a"soluto.

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