Guia de Laboratorio 2015

7/24/2019 Guia de Laboratorio 2015

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 201424 NOMBRE DEL CURSO:ELECTROMAGNETISMO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA

GUA COMPONENTE PRCTICO

201424 ELECTROMAGNETISMO

Claudia Patricia Castro Rodrgue!Director Nacio"al#

$il%er &"gel Be"a'idesAcreditador

BOGOTA(AYO )*+,


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2. ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO

Las presentes guas fueron iniciadas en su versin por Juan Evangelista Gmez Rondn

de la UNAD del CEAD de edelln! " actualizadas en el segundo semestre del a#o $%&'por Claudia (atricia Castro Rodrguez! )ugo *smael Rodrguez del CEAD JAG " JuanCarlos Gonz+lez encargado de la,oratorio de la -ede Nacional.


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3. INDICE DE CONTENIDO

Pg.

Caractersticas generaes! '

Descri"ci#n $e Practicas!

Prctica % /

Prctica 2 &/

Prctica 3 $'

&'entes D(c')entaes 0&


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*. LISTADO DE TA+LAS

Ta,a % E-"eri)ent( 3 'ni$a$ % %*

Ta,a 2 E-"eri)ent( 3 'ni$a$ % %*

Ta,a 3 E-"eri)ent( 2 'ni$a$ 3 2/

Ta,a * E-"eri)ent( 2 'ni$a$ 3 2/

*.% LISTADO DE 0R1&ICOS Y &I0URAS

&ig'ra % Circ'it( "ara cargar c(n$ensa$(r %

&ig'ra 2 Circ'it( "ara $escargar c(n$ensa$(r %

&ig'ra 3 Sea c'a$ra$a $e ata 4rec'encia %

&ig'ra * Circ'it( acti5i$a$ e-"eri)enta acti5i$a$ % %2

&ig'ra 6 Circ'it( acti5i$a$ e-"eri)enta acti5i$a$ % %2

&ig'ra 7 Circ'it( ai)enta$( c(n sea c'a$ra$a %3

&ig'ra 8 Circ'it( ai)enta$( c(n sea c'a$ra$a 9 resistenciaa$ici(na %3

&ig'ra : Circ'it( e-"eri)ent( 3 'ni$a$ % %*

&ig'ra / Circ'it( e-"eri)ent( % 'ni$a$ 2 2

&ig'ra % E-"eri)ent( 2 'ni$a$ 2 22

&ig'ra %% M(nta;e &ara$a9 28

&ig'ra %2 E-"eri)ent( % 'ni$a$ 3 2:

&ig'ra %3 &ig'ra )(nta;e ,(,inas en 5ac( 2:

&ig'ra %* M(nta;e ,(,inas entre n


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Intr($'cci#n El electromagnetismo es fundamento en larevolucin de la ciencia " la tecnologa 1ueencontramos en la transformacin del da a

da. )ace parte de la fsica e 2istricamente2a sido desarrollada gracias a variose3perimentos 1ue da,an cuenta de losefectos el4ctricos! magn4ticos "electromagn4ticos.

>'sti4icaci#n En la UNAD se propende por la formacin decalidad educativa para los estudiantes! loanterior implica el desarrollo de 2a,ilidades enlos procesos cientficos " tecnolgicos devanguardia.El curso permite poder e3plicar los fenmenos

naturales relacionados con elelectromagnetismo ! al igual se pretende 1ue elestudiante desarrolle la capacidad de analizardatos e3perimentales! plantear 2iptesis!contrastar modelos a partir de sus resultados "comunicar sus conclusiones " o,servacionesen informes de la,oratorio " a trav4s delaprendiza5e A6(.

Intenci(nai$a$es 4(r)ati5as Pr("#sit(s

Contri,uir al desarrollo de 2a,ilidades depensamiento en los estudiantes mediante la

apropiacin de nociones! conceptos "e3periencias aplica,les a la ingeniera en elreconocimiento de fenmenos fsicos enprocesos terico7 pr+cticos 1ue rigen lasdiferentes le"es " postulados delelectromagnetismo.

O,;eti5(s

Estudiar los fenmenos naturales relacionadoscon el electromagnetismo a partir deaplicaciones e3perimentales.

Metas

Lograr desarrollar 2a,ilidades relacionadascon el mane5o del +rea del electromagnetismo


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en el conte3to real a partir del aprendiza5epr+ctico.

Desarrollar en el estudiante una actitud crticafrente a los conocimientos ad1uiridos! al

permitirle 1ue e3perimente con los modelostericos del electromagnetismo mediante lainteraccin en los la,oratorios presenciales.

C()"etencias

7El estudiante reconocer+ los principales

conceptos " le"es de la electrost+tica! campo

el4ctrico " potencial el4ctrico as como sus

aplicaciones.

7El estudiante analizara los conceptos "aplicaciones del campo magn4tico " su

influencia en gran cantidad de aparatos o

dispositivos cercanos a todos8 ,r95ulas! imanes!

RN! ciclotrones! motores.

7El estudiante solucionara situaciones enconte3to donde se a,ordan las ondaselectromagn4ticas " en el fenmeno de lainduccin electromagn4tica

Den()inaci#n $e "racticas (r+ctica &8 campo electrost+tico! potencialel4ctrico " campo el4ctrico en la materia

(r+ctica $8 campo magnetost+tico! materiales "dispositivos magn4ticos

(r+ctica 08induccin electromagn4tica " ondaselectromagn4ticas

N


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del la,oratorio el4ctrico " una falla en losprocedimientos de seguridad! puede 2acerlo austed o a su compa#ero de tra,a5o vctima deun serio accidente. La me5or forma de evitaraccidentes es reconocer sus causas " ce#irse

estrictamente a los procedimientos deseguridad esta,lecidos. Una plena concienciade los peligros " las posi,les consecuencias delos accidentes! a"uda a desarrollar una propiamotivacin para seguir tales procedimientos. Elriesgo m+s com9n " serio en el la,oratorio deelectricidad es el c2o1ue o sacudida el4ctrica.En lo posi,le utilice instrumentos o2erramientas el4ctricas cu"os ca,les dealimentacin est4n provistos de un adecuadoconductor de tierra. > Nunca to1ue instrumentosantes de desenergizarlos. > ?ista siempre

zapatos " cons4rvelos secos. Evite pararse enpiso 29medos. no lleve puestos anillos! o,5etosde metal! etc. > No mane5e instrumentosel4ctricos cuando su piel este 29meda > Nuncalleve ropa suelta cerca de ma1uinaria enmovimiento > El uso inadecuado de las pistolasde soldar puede acarrear graves 1uemaduras oincendios. > No altere ,ruscamente lascone3iones de los devanados de lostransformadores pues se podran presentaraltos volta5es. > Neutralice el +cido de las,ateras usando agua " sal! pues la mezcla de+cido " agua empo,rece a a1uel > evitando1uemaduras " da#os.


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7. DESCRIPCIN DE PR1CTICAS

PRACTICA % CAMPO ELECTROST1TICO POTENCIAL ELCTRICO Y CAMPOELCTRICO EN LA MATERIA

@ipo de practica Presencia

(orcenta5e de evaluacin %%.*F)oras de la practica *@em+ticas de la pr+ctica LE DE B*RC))

C*RCU*@ RC CN -C*L-C(*EL CA(AC*@R

*ntencionalidades formativas (ropsito:s Realice mediciones pr+cticas de la corriente * " de los volta5es en todas las resistencias.


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> Compare resultados tericos con resultados pr+cticos. E3pli1ue diferencias :si e3isten Reemplace la fuente DC de 0% ? por una fuente AC :Generador de se#ales

igura '

> @enemos un circuito como el mostrado en la igura ' " deseamos 1ue la potenciaa,sor,ida por la resistencia R& sea de &O&%7;M! suponga 1ue en la ca5a con la

interrogacin se encuentran dos resistencias! 1u4 valor " como de,en estar conectadaspara cumplir con las especificaciones de potencia de R& Realice un monta5e pr+ctico "realice mediciones.

E-"eri)ent( 2!

&. Arme el circuito 1ue muestra la figura . El circuito se alimenta con la se#al deonda cuadrada proveniente del generador! a trav4s de cu"a resistencia internaRG se carga " descarga el condensador. El volta5e entre placas del condensadorse aplica al osciloscopio.


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igura 8 Circuito alimentado con una se#al cuadrada.

$. Utilice un condensador de %!&K. Esco5a la escala de tiempo del osciloscopio 1ue lepermita o,servar un periodo de carga " descarga del condensador. @enga en cuenta 1uela forma de la se#al de,e mostrar 1ue tanto la carga como la descarga del condensador

sean efectuado completamente.

0. Una forma de medir el tiempo caracterstico de un circuito RC con osciloscopioconsiste en lo siguiente8 teniendo la se#al de descarga en la pantalla! mida el tiempo 1uetranscurre mientras el volta5e entre las placas del condensador se reduce a la mitad de suvalor inicial. Este tiempo se llama tiempo medio " se designa por tm se relaciona pormedio de la e3presin8 P &!;; tm A2ora determine el P del circuito a partir de su medidadel tiempo medio. Deduzca la relacin P &!;; tm.

;. Utilice condensadores de otras capacitancias para medir RG.

'. QCu+l es el valor de la resistencia interna RG del generador de funciones

. *nclu"a en el circuito una resistencia como muestra la figura S

igura S8 Circuito alimentado con una se#al cuadrada " resistencia adicional.

S. Al circuito se le 2a adicionado la resistencia R.

/. QCu+l es el valor de la resistencia a trav4s de la cual se carga " descarga a2ora elcondensador E3pli1ue.

T. ida el tiempo caracterstico de este circuito como se e3plic en el paso 0.

&%. Compare el valor 1ue o,tiene con el 1ue predice la teora.

&&. Conecte a2ora condensadores en serie " en paralelo " utilice lo 1ue 2a aprendido enesta pr+ctica para verificar los e1uivalentes de cone3iones en serie " en paralelo.

E3perimento 08


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igura /

%. Arregle el circuito como muestra la figura /. El ampermetro! el capacitor " la

,atera de,en conectarse en el orden adecuado. ?ea las marcas " 7 en los

componentes del circuito. La placa positiva del capacitor de,e conectarse a

la terminal positiva de la ,atera. -i las cone3iones se invierten! el capacitor

puede da#arse. Las resistencias no tienen e3tremo o 7. Registre en la ta,la & elvolta5e de la ,atera " el valor del capacitor.

2. Con un compa#ero de pr+ctica tomando el tiempo " otro le"endo " registrando los

valores de corriente! encienda la fuente de poder " empiece a tomar las

lecturas. En el instante 1ue se enciende la fuente! circular+ una gran

corriente.3. @ome lectura de la corriente cada cinco segundos! el primer dato se toma

' segundos despu4s de encender la fuente! 2asta 1ue sea demasiado pe1ue#apara medirla. Estime sus lecturas del ampermetro con la ma"or precisinposi,le. Registre las lecturas en la ta,la $.

*. Apague la fuente de poder. Empleando una pieza de ca,le conecte am,os

e3tremos del capacitor para descargarlo.

6. Reemplace la resistencia de $SVpor la resistencia de &%V

7. Repita los pasos & al 0 con el resistor de &%V. Registre las lecturas en la ta,la $.

@a,la &

?olta5e :?< Capacitancia :K< Resistencia & Resistencia $

@a,la $Resistencia % V(ta;e en C

c(n R%

Resistencia 2 V(ta;e en C

c(n R2

Tie)"( @sB C(rriente

@)AB

C(rriente

@)AB

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&. Descri,a con sus pala,ras Q(or 1u4 la corriente inici en un valor m+3imo" descendi 2asta cero mientras el capacitor se esta,a cargando

$. Analice los datos o,tenidos con las dos resistencias. E3pli1ue la funcin de la

resistencia en el circuito.

0. Empleando los datos de la ta,la $! di,u5e dos gr+ficas para la corriente el4ctrica

como una funcin del tiempo. @race una curva continua.

;. Encuentre el +rea entre la curva " el e5e del tiempo representa la carga


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almacenada en el capacitor! tiempo en 1ue se considera se 2a cargado

completamente. (uede realizarse mediante el di,u5o de vario tri+ngulos 1ue

apro3imen el +rea. Note 1ue la corriente est+ en mA! por lo 1ue 4stos

de,en convertirse a amperes utilizando & mA & 3 &% 70 A. @al vez de,atenerse en cuenta 1ue i d1Hdt QCu+l es la carga el4ctrica estimada para el

capacitor con el resistor de $S V" con el de &% V

'. Calcule la capacitancia del capacitor C1H? empleando el valor para la carga

el4ctrica de la pregunta anterior " la diferencia de potencial medida de la fuente

de poder.

. Compare el valor determinado en la pregunta anterior con el valor indicado por

el fa,ricante " 1ue usted anot en la ta,la &. Los capacitores electrolticos tienen

grandes tolerancias! con frecuencia del orden del '%=! por lo 1ue es posi,le 1ue

e3ista una considera,le diferencia. Encuentre el error relativo entre los dos

valores.

Descri,a la curva de corriente el4ctrica contra tiempo.

u4 conclusiones " o,servaciones puede usted deducir de esta e3periencia.

Descri,a cmo a un circuito RC :un circuito 1ue inclu"e una resistencia " uncapacitor

podra d+rsele alg9n uso. Este sistema tiene enormes aplicacionesW consultar.

Siste)a $e E5a'aci#n

Realizacin de la pr+ctica! presentacin " sustentacin de informe de la,oratorio

In4(r)e ( "r($'ct(s a entregar

*nforme de la,oratorio seg9n formato


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R


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@ipo de practica Presencia

(orcenta5e de evaluacin %%.*F

)oras de la practica *@em+ticas de la pr+ctica campo magnetost+tico! materiales " dispositivosmagn4ticos

*ntencionalidades formativas (ropsito:s

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