Práctico 1 – Verificando las Leyes de Kirchhoff

Objetivo:

• Verificar las leyes de Kirchhoff en circuitos sencillos de corriente continua.

Materiales:

• Fuente de corriente continua
• Resistores de carbón
• Instrumentos de medición: tester (amperímetro y voltímetro)

Resumen:

• 2 resistores (Ω)
• 1er caso (circuito en serie): 2 intensidades de corrientes (μA) … i cte (no varía en distintas posiciones)
• 3 diferencia de potencial (V) … son distintas.
• V=R.i … V/R=i cte
• V_R1/R₁ = V_R2/R₂ … comparar
• 2do caso (circuito en paralelo): 3 intensidades de corriente (μA).. (varían en distintas posiciones)
• 3 diferencia de potencial (V) … v cte (no varían)
• V=R.i … v cte
• R₁.i₁=R₂.i₂ … comparar

Leyes de Kirchhoff:

2 reglas basadas en el principio de conservación de la carga eléctrica y el carácter conservativo del campo eléctrico.

1era regla: la intensidad de corriente que llega a un nodo de un circuito es igual a la que sale (se explica por la conservación de la carga eléctrica) i_fuente=i_R1+i_R2…i_Rn

2da regla: la diferencia de potencial entre 2 puntos del circuito no depende de la trayectoria

Práctico 2 – Descarga de un capacitor

Objetivos:

• Representar gráficamente, la intensidad de corriente en función del tiempo, durante cierto intervalo de tiempo para la descarga de un capacitor.
• Determinar por interpolación gráfica, la constante de tiempo capacitiva y la capacidad del capacitor.
• Determinar la carga perdida por integración gráfica y relacionarla con la capacidad del capacitor, para verificar el valor hallado.
• Analizar la relación funcional i = f(t) haciendo el cambio de variable que permita construir la relación lineal.

Materiales:

• Una plaqueta que contiene conectados un capacitor y un resistor, una fuente de corriente continua, llave interruptora, un amperímetro (tester)

Resumen:

• 1 resistor (Ω)
• 1 capacitor (F)
• 1 circuito que se puede tomar como 2 simples
• tabla intensidad de corriente (μA) y tiempo (s) … x μA cada 10 s (arranca en 0)
• graficar i=f(t)
• Interpolación: suponer que es exponencial… 36,8% es i₀ tal que… x μA____100%;
• 16,6 μA___36,8%
• Ubicar el valor en la gráfica… tiempo= tau…tau=R.C donde C=tau/R
• Integración: elegir un intervalo arbitrario de tiempo… (no menor a 1/3 del total)
• Contar nro de cuadrados completos debajo de la curva y los que sobrepasan
• Hacer el promedio de los mismos y determinar el área de un cuadrado… multiplicamos por el promedio
• Esto da como resultado el valor de cargas eléctricas que se perdieron en esos instantes…
• Aplicas def de capacidad: C=q₁/V₁ y C=q₂/V₂ tal que C=(q₂-q₁)/(V₂-V₁)… C=(q₂-q₁)/(R.i₂-R.i₁)… C=Δq/RΔi
• Linealización: tratamos de probar que la relación funcional de dichas magnitudes responde a una función exponencial
• i=i₀.e^-t/RC … i/i₀=e^-t/RC..Ln(i/i₀)=Ln(e^-t/RC)…Ln(i/i₀)=-t/RC…Ln(i/i₀)=-1/RC.t
• graficar Ln(i/i₀)=f(t) y calcular su pendiente… Δy/Δx=pend=-1/RC… pend.RC=-1…C=-1/Pend.R
• Diferencia porcentual

Práctico 3 – Campo Magnético de un conductor rectilíneo

Objetivos:

• Contrastar la expresión matemática para el valor del campo magnético de un conductor rectilíneo muy largo, con datos hallados experimentalmente.
• Determinar la constante de permeabilidad magnética del aire.

Materiales:

• Una fuente de corriente continua se conecta en serie a un interruptor a un reóstato, a un amperímetro y a un conductor rectilíneo dispuesto verticalmente, por el cual circulará una determinada intensidad de corriente i.
• En un plano perpendicular al conductor, se dispone una brújula a una cierta distancia r del mismo.

Resumen:

Dependencia del campo magnético del conductor con la intensidad de corriente (r fijo)

B_Tierra=1,78×10^-5T… α(grados) medir con semicírculo… B_c=tgα.B_T por trigonometría

Hacer tabla de valores… i(A) I α(º) I tgα I B_c(T)… multiplicar por 4 la intensidad ya que el cable da 4 vueltas

Graficar B_c=f(i) por la ley de ampere es un conductor recto…B_c=µ₀.i / 2π.r como r es fijo y varía i… la recta pasara por el origen lo que pend=µ₀ / 2π.r

Calculo pend=Δy/Δx y sustituyo en pend=µ₀ / 2π.r tal que µ₀=pend.2π.r (este valor de µ₀ es el valor exp ded permeabilidad)

Comparo(dif porcentual) valor de µ₀ exp con teórico. µ₀ teórico = 4π x10^-7 tm/A … lo que es igual a 1,3×10^-6tm/A

Dependencia del campo magnético del conductor con la distancia (i fijo) x 4 porque da 4 vueltas el cable

Tabla … r(m) I α(º) I tgα I B_c(T)

Graficar B_c=f(r) … cambio de variable B_c=f(1/r).. tal que B_c y r son inversamente proporcionales… Graficar B_c=f(1/r) calcular su pend= Δy/Δx

Ley de Ampere:

Es aquella que permite calcular campos magnéticos a partir de corrientes eléctricas ∮B.dl = µ₀.i_neto

Tal que ∮B.dl = B∮dl = B2π.r = µ₀.i …. B = µ₀.i / 2π.r