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Guia de documentos para, Resúmenes de Derecho

Guia de documentos para la clase

Tipo: Resúmenes

2022/2023

Subido el 10/05/2023

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Laboratorio de Física – FCNM FÍSICA III
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y
MATEMATICA
LABORATORIO DE FÍSICA
GUIAS DE LABORATORIO DE FISICA III
Jorge Godier Amburgo
Carlos A. Quiñones Monteverde
Callao-Perú
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y

MATEMATICA

LABORATORIO DE FÍSICA

GUIAS DE LABORATORIO DE FISICA III

Jorge Godier Amburgo

Carlos A. Quiñones Monteverde

Callao-Perú

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL

CALLAO

DERECHOS RESERVADOS, CALLAO-

diseñado en base a este nuevo sistema por lo que en este trabajo

presentamos las “Guías de Laboratorio de Física III”.

CONTENIDO

1. Introducción al Software Data

Studio

2. Carga Eléctrica

3. Densidad de Carga y Campo

Eléctrico

4. Condensadores y Dieléctricos

5. Ley de Ohm

6. Circuitos de Corriente Continua

7. Campo Magnético

8. Campo Magnético Terrestre

9. Ley de Faraday

10. Auto inducción y Capacidad

11. Circuito de Corriente Alterna

12. Reflexión y Refracción

13. Lentes

III.1 Descripción de Componentes Los componentes del sistema se clasifica en tres grupos:  Software , referido al programa Data Studio, versión 1.5.  Hardware , formado por la tarjeta SCSI, interface Science Workshop 750 y el conjunto de sensores.  Accesorios, es el conjunto de elementos físicos adicionales que facilitan la toma de datos (probadores planos, cubeta de faraday, cables de conexión, etc.). Software.- El programa Data Studio esta diseñado para usarse en el entorno Windows, sirve de medio de comunicación con el usuario y facilita el análisis de los datos adquiridos. Se resume su función en el siguiente listado.

  • Provee un medio de comunicación con los dispositivos electrónicos de recolección de datos. - Proporciona las herramientas para realizar análisis estadísticos y gráficos de la información adquirida. - Permite acceso rápido a datos y facilita su transporte. Los requerimientos mínimos para instalación son:
  • Procesador 80486 , Pentium I (ó superior).
  • 50 MB de espacio libre en disco.
  • 16 MB de memoria RAM disponible.
  • Lectora de CD-ROM. Hardware.- Los medios físicos necesarios son los siguientes:  Interface Science Workshop 750 , es un convertidor de señales diseñado para la recolección de datos, sus características principales son:
  • El modelo CI-7500 , provee tres canales para ingreso de señales analógicas, con un registro máximo de 250,000 muestras por segundo.
  • Cuatro canales para registro de señales digitales de 12 Bytes, utilizando amplitudes AC ajustables, con un máximo de 2.4mV.
  • Amplificador de potencia interno de corriente continua, que permite generar funciones de onda arriba de los 300mA.

Figura (1). Interface Science Workshop 750.  Tarjeta de adquisición de datos SCSI , traduce la información recolectada por la interface al computador, permitiendo su procesamiento con Data Studio.  Sensores , se les denomina también transductores son aquellos dispositivos electrónicos, cuya función es transformar parámetros físicos, químicos y biológicos en magnitudes eléctricas,. Existe una gran variedad de sensores reconocidos por el software; no obstante, nos limitaremos a estudiar los que son de importancia para el desarrollo del presente laboratorio.

1. Sensor de Voltaje , transductor analógico encargado de proveer una simple conexión entre la interface y un circuito eléctrico. Especificaciones :+/-10 V AC/DC 2. Sensor de corriente , mide la corriente en un circuito. Especificaciones: corriente máxima d entrada 1.5A , diferencia de voltaje máximo 1.5V. Resolución 5m A( 1X gain), 0.5m A( 10X gain). Figura (2). Sensor de corriente. Código: **CI-

  1. Sensor de Carga** , mide la carga eléctrica estática de un cuerpo electrizado. Especificaciones : resistencia de entrada de 10^12 ohmios ,voltaje máximo de entrada

150V.

Ganancias (^) 1X 5X 20X Voltaje +/-10V +/-2V +/-0.5V Carga +/-0.1 μC +/-02 μC +/-0.005μC El modo de operación es a través de una conexión serial con la tarjeta SCSI. Permite adicionalmente generar ondas de corriente alterna, con frecuencias mayores a los 50 KHz.

2. Fuente de poder , fuente de tensión 18 VDC , 5 A puede trabajar en serie y en paralelo con otra fuente. Serie SE-9720A.  LASER Caja de Rayo Láser, genera rayo láser es de He-Ne con una potencia 0.5 mW y longitud de onda 632.8 nm. Figura (6). Caja de Rayos Láser Accesorios.- Son el conjunto formado por los dispositivos mecánicos adicionales tales como: cables, conectores, adaptadotes, tableros etc. En nuestros trabajos será necesario utilizar un tablero de Laboratorio de electrónica AC/DC. Código: EM 8656. Figura (7). Tablero de Laboratorio de Electrónica AC/DC III.2 Manejo del Software Existe una secuencia de pasos necesarias para iniciar el “desarrollo de una sesión ”, desde inicializar el sistema pasando por las operaciones de montaje y desmontaje de los equipos y sensores, hasta lograr la adquisición y análisis de datos. A continuación se explican las actividades que el software permite realizar y los pasos a seguir para dar inicio a una sesión y la toma de registros con Data Studio. III.2.1 Inicio de una Actividad.- para ingresar a la “ventana de bienvenida” se hace doble clic sobre el icono acceso directo Data Studio que se muestra en el escritorio una vez instalado el software. Existen dos

modalidades de operación “con interface” y “sin interface” , seguidamente mostraremos las actividades que se pueden realizar en cada modalidad.

III.2.3 Introducir Datos.- Para acceder a esta opción se hace clic sobre el icono “Introducir datos” en la ventana de bienvenida. Mediante esta actividad el programa permite al usuario realizar un análisis gráfico de los datos previamente adquiridos u obtenidos en la ejecución de algún experimento; al activar, se muestra por defecto un gráfico en blanco y una tabla (sin datos) tal como se muestra en la Figura (9), esta tabla nos permite introducir datos por teclado y se visualiza la gráfica en la ventana correspondiente. El software permite modificar los encabezados, unidades y la precisión para los registros tabulados. Figura (9). Ventanas mostradas al ingresar a la actividad “Introducir datos”. III.2.4 Representar Gráficamente una Ecuación.- En ésta actividad el usuario podrá visualizar en pantalla las gráficas y los puntos tabulados de las funciones matemáticas, y pueden ser editadas utilizando la aplicación para introducir ecuaciones que se activa automáticamente. La sintaxis de escritura es similar al uso para elaborar ecuaciones en una hoja de cálculo, como el caso anterior esta permitido colocar títulos, encabezados que permiten una presentación adecuada, la Figura (10) muestra el cuadro de diálogo para editar ecuaciones y la tabla generada con su respectiva gráfica.

Figura (10). Estas ventanas se muestran cuando se ingresar a la actividad “Representar gráficamente una ecuación”. III.2.5 Crear Experimento.- En ésta etapa el usuario debe realizar la selección, configuración y calibración de los sensores y montaje de los accesorios según el experimento a realizar, comprende lo siguiente: a) Conexión de la interface y puesta en marcha del programa , se debe realizar los siguientes pasos:

  • Con el monitor y el CPU apagados conectar la interface con la tarjeta SCSI, la cual debe estar insertada en la Mainboard del CPU (se hace uso el cable según corresponde).
  • Conectar la interface a la fuente de alimentación de 12V y esta a su vez a la red domestica de 220V.
  • Data Studio permite de modo adicional generar gráficos múltiples o individuales, es decir la superposición de gráficas y el intercambio de parámetros medidos por eje coordenado, así como hacer una presentación personalizada de los gráficos. Figura (12) , Ventana de “configuración del experimento” , mostrando el cuadro de dialogo “propiedades del sensor”. c) Montaje de accesorios , en este punto se ensambla la estructura que nos permitirá ejecutar la toma de datos, escoger el sensor adecuado y componentes adicionales como bobinas, cables de conexión, resistencias, condensadores, etc. d) Ejecución del experimento , la toma de datos se inicia cuando se hace clic en la opción “inicio” que se ubica en la barra de herramientas de la ventana principal, se detiene la ejecución haciendo clic nuevamente en la misma opción ( detener ). III.3 Herramientas de Análisis Las herramientas proporcionadas por el software Data Studio para analizar datos se localizan en la barra de herramientas de los gráficos y tablas generados; a continuación se explica los más importantes:  Escala de pantalla y Zoom, permite variar de manera rápida y sencilla la escala para los valores mostrados en cada uno de los ejes coordenados; los botones de acercamiento facilitan la magnificación de toda o parte de la gráfica, según el número de registros seleccionados.

Herramienta Ajustar , esta utilidad se activa oprimiendo el botón “ajustar” , en la barra del gráfico presentada por Data Studio; de inmediato se despliega un menú indicando los ajustes posibles (lineal, cuadrático, polinómico, etc.).  Herramientas Estadísticas, se oprime el icono de “sumatoria” en la barra del gráfico del sistema. Establece como activados ó desactivados los cálculos estadísticos sobre los datos seleccionada (media, máximo, mínimo, área, etc.).  Herramienta para ubicación de coordenadas (herramienta inteligente), facilita realizar un análisis dato por dato de los valores tanto en el eje de las abcisas como en el de las ordenadas, permitiendo estudiar pormenorizadamente la información registrada.  Herramienta para cálculo de pendiente, calcula la pendiente de la recta tangente a una porción seleccionada de la curva graficada, esto sobre un punto escogido por el sistema, el cual puede variarse a voluntad del usuario.  Herramienta calculadora , funciona de manera similar al editor, en la actividad “representar gráficamente una ecuación” y permite evaluar datos registrados según alguna función usando combinaciones de uno ó más parámetros medidos.  Botón de ajuste de curvas , permite introducir una ecuación de ajuste para los datos seleccionados, ó bien puede seleccionarse una predefinida. Figura (13). Herramientas de análisis

, considere Io = 5.0A , τ=0.35 , considere t en toda la escala. Para estos casos se deberá adicionar un gráfico extra.

h. En la opción “archivo” del menú principal, seleccione “guardar actividad como” , luego elija la carpeta y el nombre para guardar la actividad. Segunda actividad (Introducir datos)

  1. Seleccione la actividad “Introducir datos” , en la “ventana de bienvenida” de Data Studio.
  2. Haga clic con el mouse sobre el botón “resumen”.
  3. En la tabla que aparece por defecto, ingrese los datos, que se muestran en la Tabla (1). Tabla (1) Datos tomados de corriente según la variación de resistencia. I (A) 0.0895 0.173 0.256 0.563 0.83 1.22 1.36 2.92 4. R(Ω) 62.1 32.1 21.7 9.88 6.7 4.56 4.09 1.90 1. d. Realice las modificaciones correspondientes a los encabezados y la precisión de las unidades registradas. e. Hallar el voltaje utilizado haciendo el ajuste correspondiente. f. Seleccione la ventana “gráfico 1” y en la opción “Pantalla” del menú principal elija “exportar imagen” , guarde esta gráfica en el archivo “corriente-res.bmp” , en la carpeta seleccionada. g. Seleccione la ventana “tabla 1” y en la opción “Pantalla” del menú principal elija “exportar datos” , guarde los registros en el archivo “corriente-res.txt” , en la carpeta seleccionada. h. En la opción “archivo” del menú principal, seleccione “guardar actividad como” , luego elija la carpeta y el nombre para guardar la actividad. Tercera actividad (Abrir actividad) a. Seleccione la actividad grabada previamente en la segunda actividad. b. Verifique las tablas y datos previamente almacenados. c. Adicionalmente en la opción “Archivo” del menú principal elija “importar datos” , luego adicione una gráfica. d. Sobre los datos registrados calcule los valores máximos y mínimos, además de la media correspondiente.