martes, 14 de octubre de 2014

CAMPO ENTRE DOS PLACAS

1.      INTRODUCCIÓN
Las cargas eléctricas siempre tiene un campo eléctrico que es la representación de líneas tangentes a dos puntos, que nos muestran la interacción entre dos o más cargas y que siempre dependerá de la distancia; las cargas además de tener una representación vectorial, como lo es el campo eléctrico también tienen una representación escalar del campo llamados potencial  eléctrico. En el caso del campo entre dos placas se refiere a la  interacción que existe entre estas dos placas cargadas de manera opuesta es decir una por exceso y otra por defecto, en ese caso el campo eléctrico inicial debe ser cero para poder aplicar el principio de la ley de gauss y de esta manera calcular el campo eléctrico que hay a  diferentes distancias con un voltaje constante. [1]


2.      OBJETIVOS
·         Determinar la dependencia en el campo eléctrico entre dos placas paralelas.
·         Comprender el fenómeno físico de campo eléctrico entre dos placas a medida que variamos su distancia y su voltaje.


3.      INQUIETUDES PREVIAS
·         ¿Qué es un campo eléctrico?
El campo eléctrico es una representación grafica que nos enseña que ocurre entre dos elementos cargados en el caso las dos placas el campo eléctrico se genera perpendicular a las superficies cargadas es decir que la interacción ocurre en la misma dirección de la fuerza. [2]


4.      MARCO TEORICO


4.1  Campo eléctrico entre placas
Foto 1. Campo eléctrico entre placas paralelas [2]

En este observamos dos placas paralelas a una distancia (d). Cada una de estas placas está cargada una por exceso y la otra por defecto; entre ellas ocurre un fenómeno eléctrico llamado campo que en este caso para poder determinar el campo eléctrico usaremos la ley de gauss que nos permitirá saber el campo eléctrico entre superficies cargadas en este caso las placas cargadas en paralelo.


1.1  Ley de gauss
Formula 1 . Ley de gauss [3]

La ley de gauss es la integral de un diferencial de superficie en donde generalmente los campos eléctricos son constantes permitiéndonos sacarlo de la integral y hacer una integral de superficie más sencilla, aunque en algunos campos este campo eléctrico no es constante y calcular la integral es más complicado, también podemos decir que la Ley de gauss es equivalente a la carga eléctrica sobre Épsilon sub cero. [3]





1.      MONTAJE EXPERIMENTAL





1.      MATERIALES

·         Medidor de campo eléctrico.
·         2 Multimetros.
·         Fuente de poder.
·         cables banana caimán.
·         Pie de rey

7. PROCEDIMIENTO Y ANALISIS.
·         Procedemos a calibrar el multimetro y la fuente de poder también apagamos nuestros dispositivos móviles ya que alteran nuestra practica de laboratorio.
·         Medimos a ciertas distancias un campo y una diferencia de potencial y la registramos en una tabla para luego proceder a analizarlos.
·         Luego procedemos a tomar los datos pero manteniendo constante el emisor en varias ocasiones

   
Para estos datos se obtuvieron las siguientes tablas:
1
Distancia
Campo
Diferencia de potencial
1,41
0
0,062
1,96
-0,1
0,062
2,8
-0,1
0,062
3,47
-0,1
0,062
Tabla1. Resistividad 1


Grafica1. Resistividad 1
En esta grafica que obtuvimos de la tabla 1 podemos decir que el campo es 0,702 que es el campo cuando la placa 1 emite 1,2 V constante.

2
Distancia
Campo
Campo 2
Diferencia de potencial
4
0,063
0
2,26
4
0,063
0,2
2,61
4
0,063
0,5
2,71
4
0,063
1,2
2,82
4
0,063
1,7
3
Tabla2.Resistividad 2

Grafica2. Resistividad 2.
En esta grafica que obtuvimos de la tabla 1 podemos decir que la pendiente es 0,85 lo cual podemos decir que nuestro laboratorio no estuvo tan errado ya que el valor de la pendiente debe estar cercano a 1.
3
Distancia
Campo
Campo 2
Diferencia de potencial
8
0,063
1,6
3
8
0,063
1,2
2,82
8
0,063
0,4
2,71
8
0,063
0,1
2,61
8
0,063
0
2,26
Tabla3. Resistividad 3



Grafica3. Resistividad 3

En esta grafica podemos observar que tiende a una función logarítmica la cual la pendiente es -1.083 por que tiende hacia abajo.
4
Distancia
Campo
Campo 2
Diferencia de potencial
12
0,063
0
2,26
12
0,063
1
2,81
12
0,062
0,1
2,61
12
0,062
0,4
2,71
12
0,062
1,6
3
Tabla4. Resistividad 4


Grafico4. Resistividad 4.
En la anterior grafica que la obtuvimos de la tabla 4 podemos observar que hay un dato que nos daña el experimento ya que la pendiente es 0.26 y es muy menor a 1 que es el resultado que deseamos obtener.
8.      CONLCUSIONES
·         Para este experimento necesitamos que ningún aparato electrónico este cerca o este prendido ya que nos emite señales a nuestro montaje lo cualñ nos produce errores.
·         La pendiente de la tendencia de la recta tiene que ser igual a 1 que ese será nuestro campo eléctrico de nuestras placas en paralelo.
·         Aprendimos a manipular el montaje de placas en paralelo.



BIBLIOGRAFÍA.
·         [1]  Marc W. Zemansky. Fisica Universitaria con física moderna. Undécima Edición , volumen 2. Pg (818-819). Pearson.
·         [2] http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/elesht.html
·         [3]http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/gauss.html


RESISTIVIDAD

1.      INTRODUCCIÓN

Fue descubierta en 1826 por el físico alemán Georg Simon Ohm, La resistividad P de un material decimos que es la relación de las magnitudes del campo eléctrico y de la densidad de corriente. Es una propiedad del material el cual nos determina la resistividad el cual nos indica cuanta corriente puede fluir a un determinado voltaje. [1]
2.      OBJETIVOS

·         Comprobar el valor de la resistividad dependiendo el material.
·         Determinar experimentalmente como varia la resistencia en distintos materiales en función de la sección transversal y de la longitud.

3.      INQUIETUDES PREVIAS
·         ¿Qué es la resistividad?
 Definimos la resistividad P de un material como la relación de las magnitudes del campo eléctrico y de la densidad de corriente:

[1]


·         ¿Que uso tiene la resistividad en la Física?
La resistividad tiene varios usos y uno de ellos está en la Física el cual podemos diseñar con cierto material que tenga un buen flujo de corriente a un determinado voltaje el cual la resistividad nos ayuda a saber que material tiene mayor resistividad y así llegar a un buen diseño.
4.      MARCO TEORICO

·         La resistividad es la resistencia eléctrica específica de cada material para oponerse al paso de una corriente eléctrica.[2]
Imagen1. Resistividad [2]


·         Establece que la intensidad de la corriente I que circula por un conductor es proporcional a la diferencia de potencial V que aparece entre los extremos del citado conductor.[3]
Imagen2.Ley de ohm [4]
5.      MONTAJE EXPERIMENTAL

Foto 1. Materiales con diferente calibre.



Foto 2. Pie de rey


Foto 3. Multimetro.
Foto 4. Fuente de poder
Foto 5. Guitarra con diferentes materiales con diferente calibre.

5.      MATERIALES

·         Guitarra con diferentes materiales con diferentes calibres.
·         Multimetro
·         Fuente de poder
·         cables banana caimán
·         Pie de rey

7. PROCEDIMIENTO
1.      Identificamos los diferentes materiales, su uso y el buen manejo de los mismos.
2.      Procedemos a tomar la herramienta de medición y marcamos en la guitarra nueve distancias de diez centímetros a lo largo de esta.
3.      Listas nuestras nueve distancias a lo largo de la guitarra seguimos con nuestra fuente de poder vamos a poner un voltaje constante para que quede bien hecho debemos poner nuestros cables banana caimán a cada extremo del alambre al cual le vallamos a tomar las medidas.
4.      Ya estando listo nuestro montaje experimental procedemos a tomar el multimetro y empezar a tomar medidas cada diez centímetros en cada distancia tomamos la resistencia en Ohm


8.      ANALISIS

1.      Lo primero que haremos es calcular el área transversal de cada uno de los materiales que vamos a usar, la calcularemos de la siguiente manera.
Formula 1. Área transversal



Radio en cm
Área Transversal (cm)^2
Material 1
0,05000
0,1571
Material 2
0,02500
0,0785
Material 3
0,03500
0,1100
Material 4
0,01750
0,0550
Material 5
0,02500
0,0785
Tabla 1 Área transversal de cada uno de los materiales.

·         Luego de esto usaremos las tablas y las graficas de distancia vs resistencia de ahí tomaremos el valor de la pendiente que lo multiplicaremos por el valor del área transversal y así obtendremos el valor experimental de la resistividad de cada uno de los materiales.


1.      Para el primer montaje obtuvimos los siguientes datos:
Tabla 1                                        Grafica 1 Konstantan 1mm Distancia vs Resistencia

·         Hallamos la resistividad experimental de siguiente manera multiplicamos la pendiente de la grafica con el área transversal:


  • El valor teórico de la resistividad del Konstantan es de 


Tabla 2                                     Grafica 2 Konstantan 0,5mm Distancia vs Resistencia


·         Hallamos la resistividad experimental de siguiente manera multiplicamos la pendiente de la grafica con el área transversal:
  • El valor teórico de la resistividad del Konstantan es de 

1.      Para el tercer montaje obtuvimos los siguientes datos:
Tabla 3                                     Grafica 3 Konstantan 0,7mm Distancia vs Resistencia

·         Hallamos la resistividad experimental de siguiente manera multiplicamos la pendiente de la grafica con el área transversal:
El valor teórico de la resistividad del Konstantan es de
1.      Para el cuarto montaje obtuvimos los siguientes datos:

Tabla 4                                   Grafica 1 Konstantan 0,35mm Distancia vs Resistencia


·         Hallamos la resistividad experimental de siguiente manera multiplicamos la pendiente de la grafica con el área transversal:
El valor teórico de la resistividad del Konstantan es de
     Para el quinto montaje obtuvimos los siguientes datos:


 Tabla 1                                        Grafica 1 Messing 0,5 Distancia vs Resistencia
·         Hallamos la resistividad experimental de siguiente manera multiplicamos la pendiente de la grafica con el área transversal:
El valor teórico de la resistividad del Messing es de 
9. CONLCUSIONES

·         Podemos apreciar que los valores de resistividad del constantan se encuentran cerca del valor teórico del mismo.
·         Podemos apreciar que el valor experimental del messing está muy alejado del valor teórico de resistividad del mismo por lo que podemos determinar que hubo alguna falla en la recolección de datos.

BIBLIOGRAFÍA.
·         [2] Visto el 13 de octubre a las 18:20 http://www.amperis.com/recursos/articulos/medida-resistencia-puesta-tierra/
·         [3] Visto el 13 de Octubre 13 a las 18:25 http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohm
·         [4] Visto el 13 de Octubre a las 18:26 http://es.wikihow.com/analizar-circuitos-resistivos-usando-la-ley-de-Ohm
·         [5] Visto 13 de octubre a las 18:30 horas http://www.redalyc.org/pdf/944/94429298008.pdf
·         [6]Visto 13 de octubre a las 20:21 horas  http://www.sapiensman.com/conversion_tables/conversion_electrica.htm