LABORATORIO DE FISICA

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE

SAN MARCOS

Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA

FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE FÍSICA NUCLEAR, ATÓMICA Y MOLECULAR

MANUAL DE LABORATORIO DE FÍSICA APLICADA 2

LIMA PERÚ 2013

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE FÍSICA NUCLEAR ATOMICA

Y MOLECULAR

LABORATORIO DE FÍSICA APLICADA A LAS CIENCIAS DE LA VIDA Y LA SALUD

Decano Dr. Angel Bustamante Dominguez Coordinador de DAFNAM Lic. Leovigildo Lastra Espinoza Jefe de Laboratorio Lic. Jorge Huayta Puma

Adjunto de Laboratorio Lic. Fanny Mori Escobar

MANUAL DE LABORATORIO DE FÍSICA APLICADA 2

EDICIÓN DAFNAM – FCF - UNMSM

AUTORES: Aguirre Céspedes, Cesar Bolarte Canals, Luis Custodio Chung, Eduardo Figueroa Janampa, Navor Huayta Puma, Jorge

Poma Torres, Máximo

AMPLIACIÓN Y REVISIÓN Poma Torres, Máximo Figueroa Janampa, Navor Custodio Chung, Eduardo Huayta Puma, Jorge Bolarte Canals, Luis

INDICE

1. INSTRUMENTOS Y MATERIALES UTILIZADOS EN EXPERIMENTOS SOBRE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

2. CIRCUITOS ELECTRICOS

3. CAMPO ELECTRICO

4. LEY DE OHM

5. POTENCIAL DE REPOSO

6. POTENCIAL DE ACCION

7. INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

8. MOVIMIENTO VIBRATORIO

9. REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE UN HAZ DE LUZ

10. ATENUACIÓN DE LA RADIACIÓN

11. VARIACIÓN DE LA INTENSIDAD DE LA RADIACIÓN CON LA DISTANCIA

PRACTICA No. 01

INSTRUMENTOS Y MATERIALES UTILIZADOS EN EXPERIMENTOS SOBRE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

1. OBJETIVO

 Conocer el uso y empleo correcto de los instrumentos que son utilizados en los experimentos sobre electricidad y magnetismo.

 Aprender a emplear el voltaje de alimentación correspondiente, las escalas, los

rangos de lectura y las limitaciones y capacidades del instrumento.

2. EQUIPO

 01 Fuente de alimentación variable 0 – 20 V.

 02 Reóstatos

 01 Amperímetro

 01 Voltímetro

 01 Multimetro

 01 Interruptor

 03 Resistencias de cerámica

 Cables de conexión

NOTA.- De ser necesario el profesor indicará el uso de un transformador reductor de 220 V a 110 V, dependiendo del voltaje de entrada de la fuente de alimentación variable.

3. FUNDAMENTO TEORICO

3.1. FUENTE DE ALIMENTACIÓN:

Es un dispositivo que suministra una corriente eléctrica, a un equipo, circuito o instrumento, debido a la diferencia de potencial establecida en sus terminales. Ejemplos de fuente de alimentación: La batería, los adaptadores, etc.

Existen fuentes que suministran corriente alterna o corriente continua, así como también las hay de voltaje variable o voltaje continuo (fijo).

Hay fuentes que suministran corriente eléctrica (output), modificando la corriente

eléctrica que reciben de la red de suministro eléctrico (input), Ver Figura 1.

Otras fuentes conocidas como baterías o pilas, suministran corriente eléctrica debido a una reacción química en su interior.

La representación simbólica de una fuente de alimentación continua es

La representación simbólica de una fuente de alimentación variable es



Fig.1 Fuentes de voltaje variable

3.2. VOLTIMETRO:

Es un instrumento que permite medir la diferencia de potencial o voltaje entre dos puntos de un circuito. Figura 2.

El voltímetro usado en el laboratorio generalmente se usa para medir diferencias de

potencial de corriente continua o directa (DC) por lo tanto al utilizarlos hay que observar la polaridad, pues posee un terminal positivo y uno negativo.

La representación simbólica del voltímetro es:

V

Fig 2. Voltímetro Fig. 3. Amperímetro

3.3. AMPERÍMETRO:

Son instrumentos que se utilizan para medir la intensidad de corriente que circula a través de un ramal de un circuito eléctrico. Figura 3.

El amperímetro posee polaridad por lo que esta debe ser considerada al colocar dicho

instrumento en un circuito eléctrico.

La representación simbólica del voltímetro es:

A

3.4 MULTIMETRO O MULTITESTER :

Es un instrumento multiprobador muy usado para medir diferentes cantidades físicas

asociadas a circuitos de corriente con solo escoger el “modo” de lectura mediante un selector.

El multimetro puede medir:

• La diferencia de potencial o voltaje alterno (ACV) de fuentes de alimentación con salida alterna o ramales de circuitos alimentados con voltaje alterno.

• La diferencia de potencial o voltaje directo (DCV) o continuo de fuentes de alimentación con salida continua o ramales de circuitos alimentados con voltaje continuo

(caída de tensión).

• La intensidad de corriente eléctrica de ramales de circuitos tanto de corrientes alterna como de corrientes directas.

• El ohmiaje de las resistencias presentes en un circuito y por ende la continuidad

(resistencia cero) en un ramal de un circuito.

Un multímetro puede ser de tipo analógico (Fig. 4) o digital (Fig. 5)

Fig. 4 Multimetro analógico Fig.5. Multímetro digital

3.5 . RESISTENCIA:

Es un elemento que actúa como atenuador de la intensidad de corriente eléctrica que circula por un ramal del circuito. Las más usadas son la de carbón o cerámica y las de alambre altamente resistivo enrollado en forma de espiral.

Se puede encontrar el valor de una resistencia utilizando un instrumento denominado ohmímetro.

Las resistencias pueden ser de dos tipos: fijas y variables

Resistencia fija

Esta puede ser:

• Una resistencia de Cerámica o Carbón.

• Caja de resistencias (década), en el laboratorio existe 2 tamaños de cajas. La grande que tiene valores de 0 – 9999,9 ohmios. La chica que tiene valores de 0 – 999 ohmios.

La representación simbólica de la resistencia fija es:

Resistencia variable

El ejemplo mas representativo de una resistencia variable es un reóstato:

Reóstato.- Aparato que consiste en un alambre enrollado sobre material aislante en forma de espira y un cursor que hace contacto en puntos distintos del alambre (diferente longitud del alambre otorgara diferentes resistencias). Sirve para regular la intensidad de corriente en un circuito.

La representación simbólica de la resistencia variable es:

3.6 TRANSFORMADOR

Son aparatos que permiten modificar el voltaje y por ende la intensidad de una corriente

alterna usando el principio de inducción electromagnética.

Se componen esencialmente de un núcleo de hierro dulce (laminado en forma de marco) sobre el cual se enrollan dos circuitos uno de pocas espiras de alambre grueso y otro de muchas

espiras de alambre delgado (ver Fig. 7). Cuando la corriente alterna circula por uno de ellos, se produce un flujo magnético variable que origina en el otro enrollamiento una corriente inducida de la misma frecuencia pero con diferente voltaje o intensidad. El circuito que recibe la corriente a transformar se llama primario y aquel en el cual se transforma la corriente se llama secundario.

La representación de un transformador es la siguiente:

CODIGO DE COLORES DE LAS RESISTENCIAS ELECTRICAS

Color de la banda

Valor de la 1°cifra significativa

Valor de la 2°cifra significativa

Valor de la 3°cifra significativa

(en algunos tipos)

Multiplicador

Tolerancia

Negro

-

0

0

1

-

M arrón

1

1

1

10

±1%

Rojo

2

2

2

100

±2%

Naranja

3

3

3

1

...