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Ejercicios de Lineas de transmision, Ejercicios de Ingeniería de Microondas y Acústica

EJercicios de lineas de transmision y guias de onda

Tipo: Ejercicios

2019/2020

Subido el 01/09/2021

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INFORME DE ACTIVIDAD
Asignatura 123 – 1923 – Campos y ondas
Nombre del alumno Pedro Pérez-Seoane Rodríguez
Tipo de actividad Actividad de Evaluación Continua (AEC)
Título de la actividad AEC1: Campos electromagnéticos en el vacío y la materia
DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD
3. Cuestiones para la reflexión y desarrollo de la actividad
1. ¿Cómo es el campo eléctrico que genera la barra de plástico?
La barra de teflón se caracteriza por tener una propiedad triboeléctrica negativa, esto quiere decir que
tiende a cargarse de electrones. Al frotar la barra, está se carga negativamente. El campo eléctrico
que se genera entonces en la barra de teflón está dirigido hacía dentro de la misma y puede
expresarse en coordenadas cilíndricas.
2. ¿Cómo puede explicarse el fenómeno de curvatura del chorro de agua? ¿Qué ocurre en el
agua?
El campo eléctrico de la vara induce una polarización en las moléculas de agua. Las cargas positivas,
de los dipolos contenidos en el agua, se ven atraídas por la fuerza ejercida por el campo eléctrico de la
barra de plástico. De esta manera, los dipolos contenidos en el agua se orientan momentáneamente
(cuando pasan próximos a la barra) con su carga positiva en dirección a la barra, dejando las
negativas al lado contrario.
La fuerza ejercida por el campo eléctrico atrae las cargas positivas, acercando el chorro de agua a la
vara. Si bien es cierto que el campo eléctrico debería ejercer una fuerza repelente sobre las cargas
negativas del otro lado del chorro, esta es menor que la de atracción debido a la disminución de la
intensidad del campo eléctrico, fruto de que la distancia que los separa es mayor.
3. ¿Qué ocurriría si la carga de la vara en lugar de ser negativa fuese positiva? Observa que el
pelo tiene menor afinidad electrónica que el plástico y por tanto pierde electrones, pero si
frotáramos la vara contra un material con mayor afinidad triboeléctrica la vara podría adquirir
una carga positiva.
El campo eléctrico generado volvería a atraer el agua hacia la vara, con una polarización inversa. En
esta situación serían las cargas negativas de los dipolos las que se orientarían en dirección a la barra.
4. Considerando la diferente polaridad de la carga ligada sobre la superficie el agua, a un lado y
otro del cilindro. Indica si se generaría o no campo magnético. En caso positivo ¿cómo
podríamos detectar ese campo?
Al estar ambos lados del chorro de agua cargados, y con diferente polaridad, deberían aparecer dos
corrientes opuestas que generarían dos campos H1 y H2.
Una posible forma de detectar el campo magnético existente sería acercando una brújula.
5. Si colocáramos una espira entorno al chorro del agua. ¿se induciría alguna corriente?
Para que se induzca una corriente es necesario que haya una variación de flujo magnético. Y para eso
es necesario que haya un movimiento. Si la espira permanece en la misma posición, no debería, en
teoría inducirse corriente alguna.
6. ¿Sería posible colocar una espira en la que se indujera una fuerza electromotriz? Si lo
consideras posible indica cómo podríamos hacerlo.
Para que así fuese bastaría con generar una variación del flujo magnético, mediante el movimiento de
Informe de Actividad
Universidad a Distancia de Madrid (UDIMA)
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INFORME DE ACTIVIDAD

Asignatura 123 – 1923 – Campos y ondas Nombre del alumno Pedro Pérez-Seoane Rodríguez Tipo de actividad Actividad de Evaluación Continua (AEC) Título de la actividad AEC1: Campos electromagnéticos en el vacío y la materia DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD

**3. Cuestiones para la reflexión y desarrollo de la actividad

  1. ¿Cómo es el campo eléctrico que genera la barra de plástico?** La barra de teflón se caracteriza por tener una propiedad triboeléctrica negativa, esto quiere decir que tiende a cargarse de electrones. Al frotar la barra, está se carga negativamente. El campo eléctrico que se genera entonces en la barra de teflón está dirigido hacía dentro de la misma y puede expresarse en coordenadas cilíndricas. 2. ¿Cómo puede explicarse el fenómeno de curvatura del chorro de agua? ¿Qué ocurre en el agua? El campo eléctrico de la vara induce una polarización en las moléculas de agua. Las cargas positivas, de los dipolos contenidos en el agua, se ven atraídas por la fuerza ejercida por el campo eléctrico de la barra de plástico. De esta manera, los dipolos contenidos en el agua se orientan momentáneamente (cuando pasan próximos a la barra) con su carga positiva en dirección a la barra, dejando las negativas al lado contrario. La fuerza ejercida por el campo eléctrico atrae las cargas positivas, acercando el chorro de agua a la vara. Si bien es cierto que el campo eléctrico debería ejercer una fuerza repelente sobre las cargas negativas del otro lado del chorro, esta es menor que la de atracción debido a la disminución de la intensidad del campo eléctrico, fruto de que la distancia que los separa es mayor. 3. ¿Qué ocurriría si la carga de la vara en lugar de ser negativa fuese positiva? Observa que el pelo tiene menor afinidad electrónica que el plástico y por tanto pierde electrones, pero si frotáramos la vara contra un material con mayor afinidad triboeléctrica la vara podría adquirir una carga positiva. El campo eléctrico generado volvería a atraer el agua hacia la vara, con una polarización inversa. En esta situación serían las cargas negativas de los dipolos las que se orientarían en dirección a la barra. 4. Considerando la diferente polaridad de la carga ligada sobre la superficie el agua, a un lado y otro del cilindro. Indica si se generaría o no campo magnético. En caso positivo ¿cómo podríamos detectar ese campo? Al estar ambos lados del chorro de agua cargados, y con diferente polaridad, deberían aparecer dos corrientes opuestas que generarían dos campos H1 y H2. Una posible forma de detectar el campo magnético existente sería acercando una brújula. 5. Si colocáramos una espira entorno al chorro del agua. ¿se induciría alguna corriente? Para que se induzca una corriente es necesario que haya una variación de flujo magnético. Y para eso es necesario que haya un movimiento. Si la espira permanece en la misma posición, no debería, en teoría inducirse corriente alguna. 6. ¿Sería posible colocar una espira en la que se indujera una fuerza electromotriz? Si lo consideras posible indica cómo podríamos hacerlo. Para que así fuese bastaría con generar una variación del flujo magnético, mediante el movimiento de Informe de Actividad Universidad a Distancia de Madrid (UDIMA)

la espira con respecto al campo eléctrico, por ejemplo.

7. En caso de haber intentado reproducir el experimento, describe la experiencia realizada y los resultados obtenidos. ¿Has llegado a alguna conclusión de interés? A falta de una barra de teflón, he realizado el experimento utilizando un peine. Tras varias pruebas he podido observar cómo al aproximar el peine cargado, el chorro de agua se desplazaba y curvaba de manera bastante visible. Además, la exposición del chorro de agua al peine parecía tener un efecto perturbador en el chorro de agua, que la hacía “vibrar”. También he constatado que, si el peine llega a tocar el agua, esta dejará de curvarse en las siguientes aproximaciones del peine. Esto es debido a que el efecto triboeléctrico del peine desaparece, pues los electrones que había ganado se ven arrastrados por la corriente de agua, dejando el peine de nuevo con una carga nula. Adjunto link del video en el que realizo el experimento: https://drive.google.com/file/d/1Gm9ur6lfpFbOLkyL0aFq5tj23D6dPtJ3/view Informe de Actividad Universidad a Distancia de Madrid (UDIMA)