Informe Laboratorio De Electromagnetismo 6g2917

INFORME DE LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO

JORGE LUIS ROBLES FORNARIS CODIGO: 7629847 WILSON JHORLANDO CONTRERAS QUINTERO CODIGO: 1065906144 ANDRÉS FELIPE ROCHA VILLALOBOS CODIGO: 1067815515 EDUARDO LUIS PACHECO LINDARTE CODIGO: 1192778510 JONATHAN LEWIS CABRERA CODIGO:

PRESENTADO A: MARCO JOSE BARRRERA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIA BASICAS TECNICAS E INGENIERIA

INTRODUCCION

El electromagnetismo es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o por movimientos relativos a un campo constante Distintos factores influyen y de su movimiento con respecto al campo magnético. El siguiente trabajo colaborativo fue desarrollado con el equipo de practica en el CEAD de Valledupar, Se pretende aplicar herramientas y equipos necesarios para el estudio de las fuerzas características de los imanes, los campos magnéticos y su interacción con el medio. Conceptualizar y entender la funcionalidad de corrientes eléctricas donde las cargas en movimiento se comportan como imanes es decir producen campos magnéticos que han permitido explicar el comportamiento de los imanes y principios básicos del electromagnetismo.

OBJETIVOS

Lograr desarrollar habilidades relacionadas con el manejo del área del electromagnetismo en el contexto real a partir del aprendizaje práctico. Desarrollar una actitud crítica frente a con los modelos teóricos

del

los conocimientos adquiridos, experimentando

electromagnetismo mediante

la interacción en los

laboratorios presenciales. solucionar situaciones en contexto donde se abordan las ondas electromagnéticas y en el fenómeno de la inducción electromagnética Por medio de campos magnéticos obtenidos de bobinas energizadas con corriente AC se pudo generar e inducir una fuerza electromotriz sobre espiras con núcleo de hierro o sin núcleo.

JUSTIFICACION

Este informe se hace para la entrega de los 3 laboratorios realizados en el CEAD de Valledupar, los cuales fueron desarrollados de acuerdo a lo indicado en la guía desarrollando las habilidades en los procesos científicos y tecnológicos de vanguardia, el curso nos permitió explicar los fenómenos naturales relacionados con el electromagnetismo, al igual se pretendió dar un análisis de los datos experimentales, planteando hipótesis a partir de los resultados y comunicando las conclusiones y observaciones en este informe.

LABORATORIO 1 EXPERIMENTO 1 

Realice el análisis teórico del circuito de la Figura 4, encontrando la corriente I y los voltajes a través de todas las resistencias.

INTENSIDAD: R 1=I =

V 30 V =I = =0.3 A R 100

R 2=I =

V 30 V =I = =0.03 A R 1000

R 3=I =

V 30 V =I = =3 A R 10

R 4=I =

V 30 V =I = =0.003 A R 10000

R 5=I =

V 30V =I = =0.015 A R 2000

VOLTAJE: R 1=V =I∗R=V =0.3∗100=30 V

R 2=V =I ∗R=V =0.03∗1000=30 V R 3=V =I∗R=V =3∗10=30 V

R 4=V =I ∗R=V =0.003∗10000=30 V R 5=V =I ∗R=V =0.015∗2000=30 V



Realice mediciones prácticas de la corriente I y de los voltajes en todas las

resistencias.



Compare resultados teóricos con resultados prácticos. Explique diferencias (si existen).

TEORICO PRACTICO  En la parte teórica no se encuentra Podemos encontrar diferencias en el voltaje 

diferencias del voltaje No existen la tolerancia de mayor o Existen tolerancias que afectan el paso de energía,



y puede variar en los resultados menor en las resistencias Hay valores exactos, o según como se No se pueden determinar valores exactos determinen



Reemplace la fuente DC de 30 V por una fuente AC (Generador de señales), utilice una función sinodal a una frecuencia de 60 Hz, repita el procedimiento anterior. Ahora cambie la frecuencia a 1 KHz y repita nuevamente el procedimiento.



Compare los resultados a diferentes frecuencias.



¿Existe influencia de la frecuencia para circuitos resistivos? Explique.

Este hecho puede justificarse como una consecuencia del intercambio de energía entre el campo magnético de las inductancias y el campo eléctrico de los capacitores y la frecuencia a la cual se produce la cancelación de dichos efectos se denomina frecuencia de resonancia de fase, debido a que dicha frecuencia el circuito se comporta como resistivo puro y la tensión y la corriente queden en fase.



Usando de nuevo la configuración de la Figura 1 deseamos que la corriente I sea aproximadamente 84 mA, qué valor de resistencia se debe colocar en paralelo para obtener este valor Con una resistencia de 100 ohmios y un voltaje de 8.4 voltios dado que: V 8.4 I = =I = =0.084 R 100

Datos: V =9V I =84 mA

R=? Figura 4 Formula V R= I 9 R= =10.71 Ω 84 mA

Por medio de la ley de ohm desarrollamos la resistencia

que

al

colocarla

en

paralelo

garantizamos una corriente de 84 mA, ya que en serie la corriente en todas las resistencias es la misma no influiría en con la resistencia existente, se adjunta imágenes de laboratorio.

• Tenemos un circuito como el mostrado en la Figura 3 y deseamos que la potencia absorbida por la resistencia R1 sea de 1*10-¿4 W, suponga que en la caja con la interrogación se encuentran dos resistencias, qué valor y como deben estar conectadas para cumplir con las especificaciones de potencia de R1? Realice un montaje práctico y realice mediciones.

Datos: V =9V P=1 x 10−4 W R=?

Formula V2 P= R 1 x 10−4 W =

92 R

Despejamos 81V R= =8,1 KΩ 1 x 10−4 W Por medio de la fórmula de la potencia eléctrica al despejar la resistencia podemos concluir la resistencia a utilizar para garantizar que la potencia en la R1 sea de 1 x 10−4 W

EXPERIMENTO 2 Arme el circuito que muestra la figura 6. El circuito se alimenta con la señal de onda cuadrada proveniente del generador, a través de cuya resistencia interna RG se carga y descarga el condensador. El voltaje entre placas del condensador se aplica al osciloscopio.

Utilice un condensador de 0,1μF. Escoja la escala de tiempo del osciloscopio que le permita observar un periodo de carga y descarga del condensador. Tenga en cuenta que la forma de la señal debe mostrar que tanto la carga como la descarga del condensador sean efectuado completamente. LA DESCARGA ES DE 5 MICROSEGUNDOS Una forma de medir el tiempo característico de un circuito RC con osciloscopio consiste en lo siguiente: teniendo la señal de descarga en la pantalla, mida el tiempo que transcurre mientras el voltaje entre las placas del condensador se reduce a la mitad de su valor inicial. Este tiempo se llama tiempo medio y se designa por tm se relaciona por medio de la expresión: τ = 1,44 tm Ahora determine el τ del circuito a partir de su medida del tiempo medio. Deduzca la relación τ = 1,44 tm. T =1.44 t m T =0.144 ms

t=0.144 ms∗5 ms=0.72 ms

¿Cuál es el valor de la resistencia interna RG del generador de funciones? RC=T

R=

T C

R=

0,144∗10−3 100∗10−6

R=1.44 Ώ

Incluya en el circuito una resistencia como muestra la figura 7

Figura 7: Circuito alimentado con una señal cuadrada y resistencia adicional.

1. Al circuito se le ha adicionado la resistencia R. 2. ¿Cuál es el valor de la resistencia a través de la cual se carga y descarga ahora el condensador? Explique.

RESISTENCIA DE 33KΏ LA DESCARGA ES DE 5 MICROSEGUNDOS Mida el tiempo característico de este circuito como se explicó en el paso 3. T =1.44 t m T =0.144 ms t=0.144 ms∗5 ms=0.72 ms

Compare el valor que obtiene con el que predice la teoría. EL VALOR OBTENIDO CON EL QUE SACAMOS TEORICAMENTE HAY SIMILITUD Conecte ahora condensadores en serie y en paralelo y utilice lo que ha aprendido en esta práctica para verificar los equivalentes de conexiones en serie y en paralelo. 110 EN SERIE 110 EN PARALELO

EXPERIMENTO 3 1. Arregle el circuito como muestra la figura 8. El amperímetro, el capacitor y la batería deben conectarse en el orden adecuado. Vea las marcas + y - en los componentes del circuito. La placa

positiva del capacitor debe conectarse a la terminal positiva de la batería. Si las conexiones se invierten, el capacitor puede dañarse. Las resistencias no tienen extremo + o -. Registre en la tabla 1 el voltaje de la batería y el valor del capacitor. 2. Con un compañero de práctica tomando el tiempo y otro leyendo y registrando los valores de corriente, encienda la fuente de poder y empiece a tomar las lecturas. En el instante que se enciende la fuente, circulará una gran corriente. 3. Tome lectura de la corriente cada cinco segundos, el primer dato se toma 5 segundos después de encender la fuente, hasta que sea demasiado pequeña para medirla. Estime sus lecturas del amperímetro con la mayor precisión posible. Registre las lecturas en la tabla 2. 4. Apague la fuente de poder. Empleando una pieza de cable conecte ambos extremos del capacitor para descargarlo. 5. Reemplace la resistencia de 27kΏ por la resistencia de 10kΏ 6. Repita los pasos 1 al 3 con el resistor de 10kΏ. Registre las lecturas en la tabla 2. Tabla 1 Voltaje (V)

Capacitancia

Resistencia 1

Resistencia 2

9V

(µF) 100 µF

27KΩ

10KΩ

Tabla 2 Tiempos (s)

Resistencia 1 Corriente (mA)

Voltaje en C con R1

Resistencia 2 Corriente (mA)

Voltaje en C con R2

0

0.247

1.34

0.631

1.93

5

0.250

2.15

0.618

2.74

10

0.249

2.17

0.615

2.77

15

0.248

2.18

0.612

2.80

20

0.248

2.19

0.609

2.83

25

0.240

2.21

0.606

2.86

30

0.247

2.22

0.603

2.89

35

0.247

2.23

0.600

2.92

40

0.246

2.24

0.597

2.95

45

0.246

2.25

0.595

2.98

50

0.246

2.26

0.592

3.01

55

0.245

2.27

0.589

3.04

60

0.245

2.28

0.585

3.07

65

0.244

2.30

0.584

3.10

70

0.244

2.31

0.581

3.13

75

0.243

2.33

0.578

3.16

80

0.243

2.34

0.576

3.18

85

0.242

2.36

0.573

3.21

90

0.242

2.37

0.571

3.24

95

0.241

2.38

0.566

3.26

100

0.242

2.40

0.563

3.29

105

0.240

2.42

0.563

3.32

110

0.240

2.43

0.561

3.34

115

0.239

2.44

0.358

3.36

120

0.239

2.45

0.556

3.39

1. Describa con sus palabras ¿Por qué la corriente inició en un valor máximo y descendió hasta cero mientras el capacitor se estaba cargando? Cuando el tiempo es igual a 0 el condensador esta descargado en el momento que empieza a correr el tiempo el condensador empieza a cargarse ya que hay una corriente en el circuito, cuando el condensador se carga correctamente la corriente del circuito es igual a 0.

2. Analice los datos obtenidos con las dos resistencias. Explique la función de la resistencia en el circuito. Dado que la función de una resistencia en un circuito es oponerse al paso de la corriente, en este ejemplo la resistencia vario una de 27KΩ por una de 10KΩ lo cual también influyo en la función del capacitor pues disminuyo o acelero el tiempo en que se cargaba el condensador.

3. Empleando los datos de la tabla 2, dibuje dos gráficas para la corriente eléctrica como una función del tiempo. Trace una curva continua. TABLA 1

TABLA 2

1.1 ¿Cuál es la carga eléctrica estimada para el capacitor con el resistor de 27 KΩ y con el de 10 KΩ? Para resistencia de 27 KΩ Error absoluto=Valor real−valor calculado=100uF−5400uF=−5300

Error Relativo:

Error absoluto −5300 = =−53 valor real 100

Para resistencia de 10 KΩ

Error absoluto=Valor real−valor calculado=100uF−1300uF=−1200

Error Relativo:

Error absoluto −1200 = =−12 valor real 100

1.2 Calcule la capacitancia del capacitor C=q/V empleando el valor para la carga eléctrica de la pregunta anterior y la diferencia de potencial medida de la fuente de poder. 1.3 Compare el valor determinado en la pregunta anterior con el valor indicado por el fabricante y que usted anotó en la tabla 1. Los capacitores electrolíticos tienen grandes tolerancias, con frecuencia del orden del 50%, por lo que es posible que exista una considerable diferencia. Encuentre el error relativo entre los dos valores.

Tabla 3 Fabricante

Valor calculado punto 1.4 R= 27 KΩ =0.0054F=5400 uF R=10 KΩ=0.013 F=13000 uF

100 uF

1.4 Describa la curva de corriente eléctrica contra tiempo. Qué conclusiones y observaciones puede usted deducir de esta experiencia. La intensidad disminuye exponencialmente con el tiempo, hasta que se hace cero cuando el condensador adquiere la carga máxima. 1.5 Describa cómo a un circuito RC (un circuito que incluye una resistencia y un capacitor), capaz de cargarse y descargarse a una rapidez específica y constante, podría dársele algún uso. Este sistema tiene enormes aplicaciones; consultar.

CONCLUCIONES



Con el desarrollo del presente trabajo conocimos cuales son las funciones de los botones y terminales del multímetro osciloscopio y fuente de poder.



Se analizaron las leyes de Kirchhoff, se midió la corriente y el voltaje para determinar la resistencia equivalente conectada en paralelo.

BIBLIOGRAFIA

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GUIA COMPONENTE PRACTICO – ELECTROMAGNETISMO



GUIA DE ACTIVIDADES – ELECTROMAGNETISMO

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APUNTES COMPONENTE PRACTICO - LABORATORIO