Experimento de Thomson

CUESTIONARIO PREVIO No 3

“Experimento de Thomson”

1. Describa el funcionamiento del tubo de Crookes.

Consiste en un tubo largo de vidrio con un electrodo circular sellado en cada extremo. Dentro de él se sella también un pequeño tubo lateral, de modo que la presión del gas que está en el interior del tubo se pueda controlar conectándolo a un sistema de bombeo.

Cuando se aplica un voltaje alto a los electrones, se produce una interesante serie de cambios en el tubo lleno de gas, a medida que se reduce la presión de dicho gas. Si esta presión es del orden de unos cuantos milímetros el gas resplandece con color característico al aplicar voltaje.

2. ¿En qué consiste la emisión termoiónica?

Concite en la emisión de electrones de un filamento caliente. Este fenómeno únicamente se observa en ausencia de oxígeno.

3. Escriba la expresión de la fuerza magnética que actúa en una carga eléctrica móvil (fuerza de Lorentz).

F = qvBsen0 v = vector velocidad

B = vector campo magnetico

0 = ángulo entre los vectores

4. Escriba la expresión de la fuerza centrípeta que actúa en una partícula de masa, m, y velocidad v.

Fc = mv/r m = masa de la partícula

v = velocidad

r = radio de la trayectoria circular

5. ¿Qué potencial, V, se necesita para que una carga eléctrica, q, alcance desde el reposo una velocidad, V?

v = 2qv/m q = carga eléctrica

v = diferencia de potencial

m = masa

6. Investigue que es una bobina

Arrollamiento de hilo conductor, con o sin núcleo de hierro, utilizado en los aparatos y máquinas eléctricas para la producción de efectos magnéticos al paso de la corriente.

7. Investigue el sentido de las líneas de campo magnético que genera una bobina a través de la cual fluye una corriente eléctrica.

El campo magnético creado por la corriente que fluye en una espira de alambre es tal que si se suspende la espira cerca de la Tierra se comporta como un imán o una brújula, y oscila hasta que la espira forma un ángulo recto con la línea que une los dos polos magnéticos terrestres.

Puede considerarse que el campo magnético en torno a un conductor rectilíneo por el que fluye una corriente se extiende desde el conductor igual que las ondas creadas cuando se tira una piedra al agua. Las líneas de fuerza del campo magnético tienen sentido antihorario cuando se observa el conductor en el mismo sentido en que se desplazan los electrones. El campo en torno al conductor es estacionario mientras la corriente fluya por él de forma uniforme. Cuando un conductor se mueve de forma que atraviesa las líneas de fuerza de un campo magnético, este campo actúa sobre los electrones libres del conductor desplazándolos y creando una diferencia de potencial y un flujo de corriente en el mismo. Se produce el mismo efecto si el campo magnético es estacionario y el cable se mueve que si el campo se mueve y el cable permanece estacionario. Cuando una corriente empieza a circular por un conductor, se genera un campo magnético que parte del conductor. Este campo atraviesa el propio conductor e induce en él una corriente en sentido opuesto a la corriente que lo causó (según la llamada regla de Lenz). En un cable recto este efecto es muy pequeño, pero si el cable se arrolla para formar una bobina, el efecto se amplía ya que los campos generados por cada espira de la bobina cortan las espiras vecinas e inducen también una corriente en ellas. El resultado es que cuando se conecta una bobina así a una fuente de diferencia de potencial, impide el flujo de corriente cuando empieza a aplicarse la diferencia de potencial. De forma similar, cuando se elimina la diferencia de potencial, el campo magnético se desvanece, y las líneas de fuerza vuelven a cortar las espiras de la bobina. La corriente inducida en estas circunstancias tiene el mismo sentido que la corriente original, y la bobina tiende a mantener el flujo de corriente. Debido a estas propiedades, una bobina se resiste a los cambios en el flujo de corriente, por lo que se dice que posee inercia eléctrica o autoinducción.

8. Averigüe el valor el valor de la permeabilidad magnética del vacío

4πx10-7[T•m•A-1]

9. Investigue la expresión del campo magnético en las bobinas de Helmholtz.

B=(N mo I)/ (5/4)3/2ª

Donde N = Número de vueltas de la bobina

I = Intensidad de corriente

a = Radio de las bobinas

mo = Permeabilidad del vacío

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