Prctica 1

Instrumentacin

Objetivo: Aprender a manejar y calibrar el amplificador linear, el multmetro y la balanza

de torsin.

Hiptesis: Los mtodos de calibracin dinmico y esttico generan el mismo resultado

Introduccin:

Amplificador lineal

Es un dispositivo electrnico que al acoplarlo con un

multmetro, es posible medir la carga elctrica de cuerpos

cargados, tambin se puede medir la diferencia de potencial y

la intensidad de corriente, en circuitos de corriente directa.

Multmetro

Es un dispositivo electrnico con el cual es posible medir la

diferencia de potencial y la intensidad de corriente, en

circuitos de corriente directa y alterna.

Balanza de torsin

Es un dispositivo mecnico - ptico con el cual es posible

medir fuerzas de pequea magnitud.

Teora:

Calibracin de la balanza de torsin

Mtodo esttico:

Al colocar la pesa se pierde el equilibrio

Se pierde el equilibrio por la torca que se produce, cuya funcin es:

=

Se establece una nueva posicin de equilibrio girando el cabezal un ngulo .

Para la nueva posicin de equilibrio.

Se requiere:

=

Donde = . Si denotamos por a la constante de torsin de un alambre, entonces se

debe cumplir que:

=

Donde

=

debe expresarse en radianes. Como la balanza incluye dos alambres, entonces la

constante de balanza es:

= 2

De donde

=2

Mtodo dinmico

Sabemos que

= = 2

2=

La ecuacin de movimiento es:

2

2+

= 0

Cuya solucin es:

= cos( + )

Donde

=

=2

Por lo que

= 2

Donde es el momento de inercia de la varilla y la constante de torsin de la balanza.

Al aplicar la fuerza F los alambres de la balanza se tuercen un ngulo , para establecer una

nueva posicin de equilibrio se debe cumplir

= =

Por lo que:

=

Donde es tal, que tan(2) = , si = 0 entonces

tan(2) = 2

Por lo tanto

=

2

Luego entonces

=

2

Experimentacin: Para los experimentos utilizamos los siguientes materiales y equipos.

Equipo

1) Amplificador.

2) Multmetro.

3) Balanza de torsin.

4) Generador electrosttico.

5) Fuente regulada.

6) Flexmetro.

7) Nivel de burbuja.

8) Portadores de carga.

Procedimiento experimental:

Calibracin de la balanza de torsin (Mtodo esttico)

Para obtener el valor de la constante de torsin k

a) Aplique la pesa de 0.5g a la varilla de contraste y con el cabezal de la balanza gire los

alambres en sentido contrario a la torca aplicada hasta lograr el equilibrio.

b) Mida los grados en el cabezal y utilizando la ecuacin correspondiente obtenga el

valor de k.

c) Repita lo anterior para ocho eventos distintos y determine el valor de k promedio.

Calibracin de la balanza de torsin (Mtodo dinmico)

Para obtener el valor de la constante de torsin k

a) Ponga la balanza de torsin en posicin vertical e introduzca la varilla de 24cm de

longitud en el centro del rotor de la balanza de torsin y ponga en equilibrio el

sistema.

b) Posteriormente desplace la varilla un ngulo pequeo para que oscile el rotor de

la balanza.

c) Mida T (periodo de oscilacin) para cinco eventos distintos y con la ecuacin

correspondiente obtenga k para cada evento y posteriormente k promedio.

d) Compare este valor, con el obteniendo en el mtodo esttico.

e) Exponga sus conclusiones finales.

Calibracin del amplificador lineal y multmetro

a) Conecte el amplificador al multmetro.

b) Descargue el amplificador y balance el multmetro.

c) Una vez balanceado y se hallan elegido la magnitud en que se medirn las cargas,

gire la manija del generador electrosttico para cargar las esferas.

d) Una vez cargado coloque el portador de carga sobre una de las esferas y traslade la

carga al amplificador.

e) Mida la carga que indica el multmetro y antela en la tabla.

f) Repita los pasos d), e) 8 veces y anote sus resultados en la tabla.

Anlisis y resultados: Las siguientes tablas contienen los datos obtenidos durante la

experimentacin

Calibracin de la balanza de torsin (Mtodo esttico)

n K

1 2.7 0.000181

2 2.68 0.000183

3 2.74 0.000179

4 2.72 0.00018

5 2.68 0.000183

6 2.67 0.000184

7 2.67 0.000184

8 2.74 0.000179

m=0.5g r=5E-02

k= 0.000182

Calibracin de la balanza de torsin (Mtodo dinmico)

Carga

n Carga

1 -3.00E-08 C

2 -1.60E-08 C

3 -2.40E-08 C

4 -1.00E-08 C

5 -1.40E-08 C

Conclusin: Los dos mtodos para calibrar la balanza de torsin son efectivos, sin

embargo, el hecho de que calculamos un mdulo de torsin diferente para cada mtodo

puede deberse a un error en la experimentacin.

Biografa:

Gua, laboratorio Fsica III

N t T K

1 51.31 7.33 4.05017E-05

2 51.29 7.327142857 4.05333E-05

3 51.38 7.34 4.03914E-05

4 51.28 7.325714286 4.05491E-05

5 51.85 7.407142857 3.96625E-05

6 51.13 7.304285714 4.07874E-05

7 51.12 7.302857143 4.08034E-05

8 51.31 7.33 4.05017E-05

R=.1082m I= 5.51216E-05

M=.0565Kg K= 4.04663E-05