Manual-EB

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA
DEL
ESTADO DE HIDALGO
INSTITUTO DE CIENCIAS BÁSICAS E
INGENIERÍA
LICENCIATURA
EN
INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
ELECTRICIDAD BASICA
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
FECHA DE ELABORACIÓN :
3° Semestre
Enero de 2005
ELABORARON :
NOMBRE
FIRMA
Dr. Fernando Donado Pérez
Vo. Bo. PRESIDENTE DEL CUERPO ACADEMICO DE FISICA MATEMATICA APLICADA A LA INGENIERIA
Dra. Victoria Cerón Angeles
Vo. Bo. COORDINADOR DE LA LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
M. en C. Jaime López Verde.
FECHA DE PRÓXIMA REVISIÓN:
Julio de 2005
2
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
ÍNDICE:
Electricidad Básica
Pág
1
Experimento 1: Electrostática y ley de Coulomb
4
2
Experimento 2: Líneas de campo eléctrico
8
3
Experimento 3: Superficies equipotenciales
12
4
Experimento 4: Capacitores y sus construcción
16
5
Experimento 5: Uso del multímetro
20
6
Experimento 6: Construcción de circuitos básicos
24
7
Experimento 7: Experimentos de Faraday
27
8
Experimento 8: Generador de corriente alterna
31
9
Experimento 9: Efectos de punta
35
10 Experimento 10: Ley de Ohm
39
11 Experimento 11: Efectos magnéticos de corrientes eléctricas
42
3
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
NOMBRE DE LA PRÁCTICA :
Electrostática y Ley de Coulomb
No. DE PRÁCTICA:
1
No. DE SESIONES:
No. DE INTEGRANTES MÁXIMO POR EQUIPO:
1
5
OBJETIVO:
El alumno aprenderá acerca de la máquina electrostática de Wimshurst y del generador electrostático de
Van de Graaff, su uso y parte de su mecanismo de funcionamiento. En esta práctica también observará algunas
características de los aislantes y conductores.
MARCO TEÓRICO:
Nota: Se deja que el estudiante realice una investigación del marco teórico
CANTIDAD
MATERIAL Y EQUIPO
1
Maquina de Winshurst
1
1
1
Generador de Van de Graeff
Hoja de papel
Objeto de plástico (marcador, peine,
lapicero, regla, escuadra)
Objeto metálico (llaves, lamina de
aluminio, etc.)
Capacitores
Rollo de papel aluminio
Alambre de cobre
1
2
1
1
ESPECIFICACIONES
Maquina de Winshurst con polaridad definida.
Generador de un diámetro mínimo de 10 cm
Hoja de papel de preferencia gruesa
Objeto de plástico sólido, sin agujeros
Objeto metálico continuo, sin agujeros
Capacitores que soporten altos voltajes
Papel aluminio delgado (domestico)
Preferentemente alambre magneto.
4
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MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
MEDIDAS DE SEGURIDAD:
No tocar directamente las partes metálicas de las maquinas electrostáticas, ni acercarse demasiado
durante su funcionamiento. Consultar con su profesor.
PROCEDIMIENTO PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:
Experimentos con la maquina de Winshurst
1. Colocando las dos esferas de metal cerca una de la otra, aproximadamente un centímetro, dar vuelta la
manija de la maquina. Si la maquina funciona correctamente, se producirán periódicamente chispas entre
las esferas metálicas. Observe qué ocurre con la frecuencia con la que se producen las chispas si
variamos la separación entre las esferas. También observe qué ocurre con la intensidad de las chispas.
Estudiar también, cualitativamente, qué ocurre si cambiamos la velocidad con que giran los discos.
2. Coloque las esferas metálicas a una distancia tal que se produzcan descargas eléctricas casi
continuamente. Note que las chispas siguen una trayectoria prácticamente recta entre las esferas.
Interponga, consecutivamente, diversos objetos en la trayectoria de las chispas, considere objetos
metálicos, objetos aislantes, objetos porosos. Observe cuidadosamente lo que ocurre en cada caso.
¿Podrías explicar este comportamiento?
3. Corta dos rectángulos de papel aluminio, de 5 x 2 cm, conéctales eléctricamente, a cada uno de ellos, el
extremo de un pedazo de alambre magneto(0.5 m.). Para asegurar una conexión eléctrica, remover el
esmalte a las partes del alambre en contacto con el papel aluminio.
4. Une eléctricamente, a través del alambre magneto, un rectángulo de aluminio a uno de los electrodos de
la maquina de Winshurst. De la misma forma une el otro rectángulo de aluminio al otro electrodo. Acerca
los rectángulos de aluminio uno al otro ¿Qué es lo que observas?.
5. Ahora une a través de los alambres magneto, los rectángulos de aluminio a un solo electrodo. Acerca los
rectángulos el uno al otro. ¿Ahora que observas?.
6. La máquina de Winshurst genera corriente electrostática de alto voltaje, pero de baja corriente, por lo tanto
exponerse a las descargas no es muy peligroso, excepto si se tienen problemas cardiacos. Como
experimento opcional se puede hacer una cadena humana y comprobar que una descarga puede pasar
por toda ella, asesórese con su profesor.
Experimentos con el generador de Van de Graeff
1. Hacer funcionar el generador, si este funciona adecuadamente saltaran chispas al acercar un objeto
metálico. Es importante sujetar el objeto metálico con un soporte aislante.
2. Mida la distancia máxima en la que se consigue que salte la chispa.
3. Repite el paso 3-5 del procedimiento anterior y compara.
4. Con el generador funcionando con la mínima velocidad, acercas tu mano al generador, sentiras una
descarga.
5
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MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
5. Ahora antes de que el generador funcione toca la esfera con la mano y sin quitarla has funcionar el
generador ¿Sientes la misma descarga que la descrita en el paso anterior? Si todo funciona
correctamente tus cabellos se erizaran ¿por qué?
CROQUIS O DIAGRAMA DE LA INSTALACIÓN DEL EQUIPO :
Maquina de Wimshurst
Generador de Van de Graaff
Nota: Dibuja aquí tus croquis o diagramas
6
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Electricidad Básica
3° Semestre
CUESTIONARIO:
¿Que es y cómo funciona una maquina electrostática?
¿Qué se puede aprender con una maquina electrostática?
¿Cuáles son los inconvenientes de una maquina electrostática?
¿Cuáles son las diferencias entre el generador electrostático de Van de Graaff y la maquina electrostática de
Wimshurst?
¿Que sucede en la maquina de Wimshurst cuando de conectan o desconectan los capacitores?
¿Por qué durante la descarga si se interpone un objeto metálico el rayo parece traspasarlo y en cambio rodea un
objeto aislante?
¿Notas que las descargas se producen más espaciadas mientras más alejados estén los electrodos?
¿Cuáles son las ventajas de un tipo de maquina electrostática y de otra?
BIBLIOGRAFÍA:
Básica : Física Tomo II, Halliday y Resnick, C.E.C.S.A., 1994
Complementaria : Física Parte II, Serway, MacGraw Hill, 1990
INDICACIONES PARA EL REPORTE DE LA PRÁCTICA:
Investiga el funcionamiento de las maquinas electrostáticas estudiadas en esta practica. También investiga
que otras maquinas existen. En la red encontraras varios diseños de maquinas electrostáticas. Condensa la
información en no más de una cuartilla y colócala en la introducción.
Anota tus observaciones y describe lo que aprendiste de esta práctica.
Recuerda incluir, titulo, objetivo, introducción, material, procedimiento, observaciones, conclusiones y
bibliografía.
7
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Electricidad Básica
3° Semestre
NOMBRE DE LA PRÁCTICA :
Líneas de campo eléctrico
No. DE PRÁCTICA:
22
No. DE SESIONES:
No. DE INTEGRANTES MÁXIMO POR EQUIPO:
1
5
OBJETIVO:
El alumno visualizará las líneas del campo eléctrico de diversas configuraciones usando una fuente de alto voltaje
y semillas pequeñas suspendidas en aceite.
MARCO TEÓRICO:
El campo eléctrico es un concepto útil para entender la interacción entre objetos cargados. Unos de los conceptos
básicos del campo eléctrico es el concepto de líneas de fuerza. Según la concepción original de Faraday las líneas
de fuerza pueden representar las principales características del campo eléctrico. Si están más juntas el campo es
más intenso. Dado un punto del espacio la línea del campo que pasa por este punto es tangente a la dirección del
campo en ese punto. Pequeños objetos dispersos uniformemente alrededor de un objeto cargado y a un alto
potencial, pueden agregarse y formar estructuras como cadenas que representan muy bien las líneas del campo.
Instrucción para el alumno: complementar el marco teórico
8
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Electricidad Básica
CANTIDAD
MATERIAL Y EQUIPO
1
Generador de Van de Graaff o Maquina
electrostática de Wimshurst
Recipiente de base amplia
1
Semillas pequeñas
3° Semestre
ESPECIFICACIONES
Recipiente de base amplia y plana, de un material
aislante (plástico)
Semillas pequeñas preferentemente de alpiste o de
pasto.
1
1
Cartulina
Rollo de papel aluminio
5
Caimanes
Papel aluminio delgado, como el que usa en la
cocina.
Material eléctrico
CANTIDAD
1 l.
REACTIVO
Aceite de cocina
ESPECIFICACIONES
Aceite de cocina de cualquier marca.
MEDIDAS DE SEGURIDAD:
No tocar directamente los electrodos de la maquina electrostática, ni acercarse demasiado a ella durante
su funcionamiento. Consultar con su profesor.
PROCEDIMIENTO PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:
7. Con la cartulina y el papel aluminio, construya cintas de 2 cm de ancho, cubiertas con papel aluminio.
Doble las cintas para formar figuras de diferente sección transversal. Forme dos con sección circular, uno
con sección cuadrada y dos con sección transversal rectangular alargada. También forme una figura que
presente salientes agudas, como una estrella.
8. Vierta aceite en el recipiente de base ancha y plana. Forme una capa de unos 5 mm.
9. Esparza cuidadosamente semillas pequeñas sobre la superficie líquida. Cuide que no queden
amontonadas.
10. Coloque cuidadosamente en el centro del recipiente una de las figuras de sección transversal redonda.
Por medio de un caimán conecte eléctricamente la figura con la maquina electrostática.
11. Accione el generador y observe lo que ocurre con las semillas.
12. Coloque ahora la otra figura de sección circular dentro del recipiente y conecte ambas figuras a la esfera
metálica. Accione el generador ¿qué es lo que ocurre?
13. Ahora retire los círculos y repita el paso 4 pero ahora con una figura cuadrada y luego con una figura
rectangular.
9
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Electricidad Básica
3° Semestre
14. Repita ahora el paso 6 pero con las figuras rectangulares. Describa lo que ocurre.
15. Repita los pasos 6 y 8 pero ahora una figura conéctela a la esfera y la otra a tierra ¿qué es lo que ocurre?
16. Coloque ahora la estrella en el recipiente y conéctela a esfera ¿qué es lo que ocurre?
CROQUIS O DIAGRAMA DE LA INSTALACIÓN DEL EQUIPO :
Instrucción para el alumno: Dibuje un croquis de la instalación del equipo.
10
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Electricidad Básica
3° Semestre
CUESTIONARIO:
¿Se visualizan las líneas de fuerza?
¿Coinciden cualitativamente las líneas de fuerza en los casos equivalentes de cargas puntuales de igual signo y
de signo contrario?
¿Se pueden ver regiones donde el campo se anula?
¿Se observan regiones de campo constante?
¿Cómo son las líneas de fuerza asociadas con un objeto puntiagudo, esta de acuerdo esta observación con lo
esperado teóricamente?
BIBLIOGRAFÍA:
Básica : Física Tomo II, Halliday y Resnick, C.E.C.S.A., 1994
Complementaria : Física Parte II, Serway, MacGraw Hill, 1990
INDICACIONES PARA EL REPORTE DE LA PRÁCTICA:
Investiga el tema y realiza un resumen el cual colocarás en la introducción, ocupa no mas de una cuartilla.
Complementa el cuestionario con otras observaciones que hayas realizado.
Describe lo que aprendiste de esta práctica.
Recuerda incluir, titulo, objetivo, introducción, material, procedimiento, observaciones, conclusiones y
bibliografía.
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MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
NOMBRE DE LA PRÁCTICA :
Superficies equipotenciales
No. DE PRÁCTICA:
3
No. DE SESIONES:
No. DE INTEGRANTES MÁXIMO POR EQUIPO:
2
5
OBJETIVO:
El alumno comprenderá el concepto de superficie equipotencial además encontrara experimentalmente
líneas de fuerza, en un campo eléctrico, a partir de superficies equipotenciales.
MARCO TEÓRICO:
El campo eléctrico y el potencial son descripciones equivalentes de los efectos de cargas. La relación entre ellos
es simple. Las líneas de campo son localmente perpendiculares a las superficies equipotenciales. Si se tienen
varias superficies equipotenciales podemos trazar segmentos de rectas perpendiculares a las equipotenciales,
enseguida se unen los segmentos más cercanos. La unión forma las líneas de fuerza.
Instrucción para el alumno: amplia el marco teórico
CANTIDAD
MATERIAL Y EQUIPO
1
1
Multímetro
Recipiente de base amplia
2
Agua
Electrodos
1
Fuente de voltaje
Hoja cuadriculada
ESPECIFICACIONES
Multímetro digital o analógico.
Recipiente de base amplia y plana, de un material
aislante (plástico)
Baja en sales.
Estos se colocaran en el recipiente, es preferible que
sean lo suficientemente pesados y de base amplia. De
preferencia selecciónalos con sección transversal
complicada diferente a la cuadrada o redonda. Por
ejemplo en forma de estrella, o de un ocho.
Fuente de voltaje de 12 volt
Preferentemente cuadricula de 5 mm.
12
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Electricidad Básica
3° Semestre
MEDIDAS DE SEGURIDAD:
No introducir directamente los electrodos del multímetro al agua debido a la corrosión que esta acción
provocaría en ellos.
PROCEDIMIENTO PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:
1. Coloque una hoja cuadriculada en el fondo del recipiente de base amplia y plana.
2. Vierta agua en el recipiente de tal forma que se forme una capa de medio centímetro de altura.
3. Introduzca en el agua y fije los electrodos de cobre. Considere una separación de aproximadamente
10 cm.
4. Designe a uno de los electrodos como electrodo A y al otro como electrodo B y conecte los electrodos
a la fuente de potencial. No encienda la fuente.
5. Por medio de alambre de cobre de preferencia alambre magneto, una uno de los electrodos del
multímetro al electrodo A.
6. Al otro electrodo del multímetro fíjele un pedazo de alambre.
7. Encienda la fuente de voltaje y compruebe que entre los electrodos A y B existe la diferencia de
potencial señalada por la fuente. Recuerde que uno de los electrodos del multímetro esta unido al
electrodo A. El otro electrodo es movible.
8. Desplace el electrodo móvil hasta una posición intermedia entre los electrodos. Mida el potencial y
marque sobre la hoja de papel el punto en el que esta midiendo el potencial. Puede usar una aguja
para rasgar ligeramente el papel. Para medir el potencial se debe introducir al agua el alambre
conectado al electrodo móvil del multímetro.
9. Desplace el electrodo móvil alrededor del punto donde se midió el potencial en busca de puntos que
estén al mismo potencial. Desplácese solo algunos milímetros. Marque el nuevo sitio.
10. Busque sitios al mismo potencial alrededor del ultimo punto encontrado marque el sitio y repita varias
veces hasta que los puntos encontrados formen al unirlos una línea.
Por construcción las líneas que se forman constituyen líneas equipotenciales y son parte de superficies
que se forman alrededor de los electrodos cargados.
11. Volviendo al primer punto de medición y con relación a él coloque el electrodo móvil en una posición
más cercana al electrodo A. Repita los puntos 9, 10 para formar otra sección de superficie
equipotencial.
12. Encuentre varias superficies equipotenciales alrededor del electrodo A.
Recuerde que en cada medición se debe marcar el punto sobre el papel cuadriculado
13. Apague la fuente de voltaje, retire los electrodos, no olvide marcar el lugar donde estos estuvieron, y
dejar secar la hoja o bien ayudándote con la cuadricula dibuja en una hoja seca puntos equivalente a
los que marcaste en la hoja usada en el experimento.
13
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MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
14. Una con bolígrafo los puntos correspondientes a sección de superficie equipotencial.
15. Toma un punto de la superficie equipotencial más cercana al electrodo A y trázale con lápiz un
pequeño segmento de recta perpendicular a la superficie en el punto en cuestión. Este segmento debe
ser de tal longitud que apenas intercepté a la siguiente equipotencial.
16. En el punto de intersección dibuja un segmento de recta perpendicular a la equipotencial y extiende
este segmento a la siguiente equipotencial. Repite este proceso hasta que todas las equipotenciales
queden unidas.
17. Traza con bolígrafo, de color diferente del que usaste para el trazado de las equipotenciales, una línea
suave que pase por todos los puntos que fueron interceptados de las diferentes equipotenciales. Esta
línea es una línea de campo eléctrico.
18. Toma varios otros puntos de la equipotencial más cercana al electrodo A y repite los pasos 15 al 17.
Con esto formaras varias líneas de campo eléctrico. Finalmente en una misma hoja tendrás dibujadas
superficies equipotenciales y líneas de campo eléctrico.
En el caso de dos cargas puntuales una positiva y una negativa se obtendrían lo siguiente.
Por supuesto, para la forma particular de los electrodos que uses obtendrás formas diferentes.
CROQUIS O DIAGRAMA DE LA INSTALACIÓN DEL EQUIPO :
Dibuja aquí tus croquis o diagramas
14
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Electricidad Básica
3° Semestre
CUESTIONARIO:
Comparando solamente los trazos con bolígrafo, ¿se encuentra que las líneas de campo son perpendiculares a
las equipotenciales?
Si extiendes hacia el electrodo A el trazo de las líneas de fuerza, que empiezan en la equipotencial mas cercana al
electrodo, ¿encuentras que inciden perpendicularmente a la superficie del electrodo?
¿Coincide la forma de las líneas de fuerza con aquellas que podríamos esperar según nuestros conocimientos
teóricos?
¿Podrías proponer un método en el cual encontraras primero líneas de fuerza y luego con base en estas trazar
superficies equipotenciales. ?
BIBLIOGRAFÍA:
Básica : Física Tomo II, Halliday y Resnick, C.E.C.S.A., 1994
Complementaria : Física Parte II, Serway, MacGraw Hill, 1990
INDICACIONES PARA EL REPORTE DE LA PRÁCTICA:
Investiga el tema y realiza un resumen el cual colocarás en la introducción, ocupa no mas de una cuartilla.
Complementa el cuestionario con las observaciones que hayas realizado. Anota tus conclusiones.
Describe lo que aprendiste de esta práctica.
Recuerda incluir, titulo, objetivo, introducción, material, procedimiento, observaciones, conclusiones y
bibliografía.
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MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
NOMBRE DE LA PRÁCTICA :
Capacitores y su construcción
No. DE PRÁCTICA:
4
No. DE SESIONES:
No. DE INTEGRANTES MÁXIMO POR EQUIPO:
1
5
OBJETIVO:
El alumno aprenderá acerca del funcionamiento de los capacitares y construirá uno de ellos. También
construirá un electrómetro para comprobar y medir la carga eléctrica.
MARCO TEÓRICO:
Se deja al estudiante realizar una investigación acerca del los capacitores
CANTIDAD
MATERIAL Y EQUIPO
1
1
2
1
Frasco de vidrio
Papel aluminio
Trozos de alambre de cobre
Frasco de vidrio
1
Alambre de cobre
Esfera de unicel
1
1
1
1
Trozo de tela
Objetos de plástico
Barra de vidrio
Trozo de piel
ESPECIFICACIONES
Con tapa, es aceptable uno de Gerber
Delgado, del que se usa en la cocina
Alambre del numero 18, de preferencia
Recipiente pequeño y de preferencia con tapa de
plástico.
Alambre de cobre de un solo hilo de preferencia,
alambre magneto del numero 18. Se necesita un trozo
de aproximadamente 10 cm.
Esfera pequeña, aproximadamente 1 cm de
diámetro.
Tela de seda o semejante
Una regla de plástico, un globo.
Objeto cilíndrico puede ser un tubo de ensayo
Trozo de piel, puede ser de conejo o de becerro
16
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MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
MEDIDAS DE SEGURIDAD:
Sea cuidadoso al despojar de su cubierta aislante al alambre magneto o alambre eléctrico y
posteriormente al doblarlo. Asesórese con su profesor.
PROCEDIMIENTO PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:
Construcción de un electroscopio
1. Perfore la tapa del recipiente y haga pasar por ella un alambre de cobre. En la parte inferior doble el
alambre para formar un gancho e inserte los extremos de las dos laminas de papel aluminio de tal
forma que tengan libertad de movimiento.
2. En la parte superior de alambre, inserte la esfera de unicel forrada de papel aluminio cuide que todo
este en contacto eléctrico. Puede reemplazarla esfera forrada de papel aluminio con un balín el cual se
puede fijar y conectar eléctricamente a alambre que sujeta las laminas de aluminio.
3. Para probar el funcionamiento del electroscopio acerca un objeto que previamente ha sido cargado por
fricción o por inducción. Por ejemplo puedes usar un objeto de plástico frotado con un pedazo de piel.
4. Acércale un trozo de vidrio frotado previamente con un trozo de tela nylon. Observa que es lo que
ocurre.
5. Acerca a la esfera del electroscopio, un objeto de vidrio frotado con tela nylon hasta que la laminas se
separen. Luego sin mover el objeto de vidrio acerque un pedazo de plástico previamente frotado con
piel. Observe cuidadosamente lo que sucede.
6. Acerque el electrómetro a la esfera del generador de Van de Graef. Observe lo que ocurre.
Construcción de un capacitor
1. Tome el frasco de vidrio con tapa y forre con papel aluminio la parte interior, sea cuidadoso y procure que
el papel este lo menos arrugada posible.
2. Forre con papel aluminio la parte exterior del frasco de vidrio. La capa papel aluminio no debe tocar la tapa
metálica del frasco. Enrolla un pedazo de alambre alrededor del frasco y deja una punta de
aproximadamente 5 cm. De largo. Esta servirá para realizar una descarga eléctrica y así comprobar que
se guarda carga eléctrica.
3. A través del frasco haga pasar un trozo de alambre de aproximadamente 10 cm., hasta que toque el
fondo.
4. Agregue pedazos compactados de papel aluminio, en forma de bolitas de papel, hasta que consiga que el
papel aluminio de la pared interna quede en contacto eléctrico con el alambre de cobre que se introduce a
través de la tapa.
5. La parte superior del alambre que sobresale por encima de la tapa del frasco de vidrio no debe estar
aislada, ya que esta parte se usara para cargar el capacitor.
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LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
6. Comprueba que el capacitor funciona, para esto vamos a requerir un generador de Van de Graeff. Acciona
el generador y acerca el tu electroscopio a el, cuidando de que el extremo del alambre de cobre sea el que
realice el contacto con el generador.
7. Retira tu electroscopio y procede a comprobar que acumula carga. Para esto acerca la punta que esta
conectada a la pared externa del frasco que forma el soporte de tu electroscopio, a la punta que sobresale
por encima de la tapa del frasco de vidrio. Si tu capacitor se cargo observaras una pequeña descarga
eléctrica.
8. Si tu capacitor sirve podremos realizar las siguientes actividades en colaboración de dos o mas equipos.
9. Conecta en paralelo dos capacitores y luego cárgalos eléctricamente con ayuda de un generador de Van
de Graeff. Realiza una descarga entre los puntas del capacitor compuesto. ¿Qué puedes decir acerca de
la capacidad del capacitor compuesto? ¿Es mayor o menor que cuando estan separados?
10. Realiza ahora una conexión en serie y averigua si la capacitancia es ahora mayor o menor comparada a la
capacitancia de los capacitores por separado.
CROQUIS O DIAGRAMA DE LA INSTALACIÓN DEL EQUIPO :
Realiza aquí un diagrama o croquis del capacitor que construiste.
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MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
CUESTIONARIO:
¿Cómo podrías establecer una escala en tu electroscopio?
¿Qué tan sensible es tu electroscopio?
¿Cómo podrías establecer una escala de capacitancia?
¿Cuándo conectas los capacitores en serie como es la capacitancia respecto de la capacitancia de los capacitores
por separado?
¿Cuándo conectas los capacitores en paralelo como es la capacitancia respecto de la capacitancia de los
capacitores por separado?
BIBLIOGRAFÍA:
Básica: Física Tomo II, Halliday y Resnick, C.E.C.S.A., 1994
Complementaria: Física Parte II, Serway, MacGraw Hill, 1990
INDICACIONES PARA EL REPORTE DE LA PRÁCTICA:
Investiga el tema y realiza un resumen el cual colocarás en la introducción, ocupa no más de una cuartilla.
Complementa el cuestionario con otras observaciones que hayas realizado.
Describe lo que aprendiste de esta práctica.
Recuerda incluir, titulo, objetivo, introducción, material, procedimiento, observaciones, conclusiones y
bibliografía.
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MANUAL DE PRÁCTICAS
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3° Semestre
NOMBRE DE LA PRÁCTICA :
Uso del multímetro
No. DE PRÁCTICA:
56
No. DE SESIONES:
No. DE INTEGRANTES MÁXIMO POR EQUIPO:
1
5
OBJETIVO:
El alumno aprenderá el uso del multímetro por medio de la medición de cantidades físicas en dispositivos
electrónicos comerciales.
MARCO TEÓRICO:
Nota: Investiga acerca de las diferentes cantidades físicas que puede medir un multímetro y completa este
reporte.
CANTIDAD
MATERIAL Y EQUIPO
1
1
Multímetro
Multímetro
Resistencias comerciales
Alambre nicromo
Fuente de voltaje variable
Foco
Pilas
1
1
3
ESPECIFICACIONES
Digital
Analógico
Varias resistencias comerciales de 0.25 Watt
Trozos de alambre nicromo de diferentes diámetros
De bajos voltajes
De 100 W
Usadas, de diferente tiempo de uso
MEDIDAS DE SEGURIDAD:
Tener cuidado al manejar los multímetros estos son de empleo delicado
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LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
PROCEDIMIENTO PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:
De ser posible lee los manuales de referencia de los multímetros, en particular como se conectan los electrodos
en los respectivos slots. Los multímetros tienen un seleccionador para diferentes tipos de mediciones. Antes de
cada medición verifica que el seleccionador este donde corresponda para la cantidad que te interesa.
Para cada medición trata de averiguar por lo menos el orden de magnitud en la intensidad de la cantidad que te
interesa. En caso de desconocer el dato pregunta a tu profesor que procede hacer. En algunos casos si la
cantidad sobrepasa los limites del multímetro, este sufrirá daños permanentes.
Medición de Resistencia
Coloca el seleccionador en “Resistencia”.
Si no sabes ninguna aproximación del valor de la resistencia, coloca el medidor en la escala más alta.
Mide el valor de una resistencia, el valor de la resistencia se mide conectando los electrodos en paralelo con la
resistencia.
Lee la lectura, si el valor es muy pequeño pasa a una escala menor. Repite tantas veces sea necesario hasta que
la lectura este entre el 10 y 80 % de la escala.
Toma un trozo de alambre nicromo y mida la resistencia en función de la longitud.
Repita el paso anterior usando alambres de otros calibres.
Para una longitud fija obtenga la dependencia entre la resistencia y la sección transversal de conductores
cilíndricos. No corte los alambres solo considere o mida la resistencia entre segmentos de igual longitud.
Proponga una relación entre la resistencia, la longitud y la resistencia, observe que se obtiene el comportamiento
esperado es decir
R 
l
A
.
Indicación para el estudiante: Inserte graficas correspondiente para cada una de las dependencias encontradas.
Medición de voltaje directo
Coloca el seleccionador en “Voltaje”
En este caso es necesario que tengas un valor aproximado del valor del voltaje, el medidor en una escala un poco
mayor que el valor que esperas.
Mide el valor de un voltaje para esto coloca los electrodos en los lugares correspondientes en el medidor.
Determina los extremos entre los que vas a medir la diferencia de potencial, estos se conectaran en paralelo con
los electrodos del medidor.
Mide el valor del voltaje de cada una de las pilas.
Conecta en serie las pilas y mide el voltaje entre los extremos de la conexión.
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MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
Mide el voltaje que provee una fuente de voltaje directo.
Cambia el valor del voltaje generado por la fuente, en cada cambio mide el nuevo voltaje.
Medición de corriente
Coloca el seleccionador en “Corriente”
En este caso es necesario que tengas un valor aproximado de la corriente que pasara a través de multímetro. En
general existen dos casos: para corrientes de menos de 200 mA y para corrientes de menos de 10 A. Las
posiciones del seleccionador cambian así como también la colocación de los electrodos en el multímetro.
Conecta el foco a la fuente de voltaje y mide la corriente que pasa a través de la conexión a un voltaje cado.
Para medir la corriente es necesario que el multímetro este conectado en serie con el foco. Es decir la corriente
que pase por el circuito en el que queremos medir será la misma que pase por el multímetro.
Repite la medición para varios valores del voltaje aplicado. En cada observa la intensidad del foco dependiendo
del voltaje aplicado.
Medición de capacitancia
Coloca el seleccionador en “Capacitancia”
En este caso también es necesario que tengas una idea del valor de la capacitancia, de otro modo puedes dañar
permanentemente el multímetro.
Mide la capacitancia de cada una de varias resistencias. Para la medición de la capacitancia los electrodos del
multímetro se conectan en paralelo con la capacitancia.
Medición de voltaje alterno
Coloca el seleccionador en “Voltaje alterno”
En este caso es necesario que tengas un valor aproximado del valor del voltaje, el medidor en una escala un poco
mayor que el valor que esperas.
Mide el valor de un voltaje para esto coloca los electrodos en los lugares correspondientes en el medidor.
Determina los extremos entre los que vas a medir la diferencia de potencial, estos se conectaran en paralelo con
los electrodos del medidor.
Mide el voltaje que provee un contacto del alumbrado público.
CROQUIS O DIAGRAMA DE LA INSTALACIÓN DEL EQUIPO :
Dibuja aquí tus croquis o diagramas
22
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
CUESTIONARIO:
¿Cuáles son las reglas generales que se deben observar durante la operación del multímetro?
Para los multímetros que usaste, ¿sabes como se deben colocar los electrodos para cada medición?
Describe como se realizan cada una de las mediciones.
BIBLIOGRAFÍA:
Básica: Física Tomo II, Halliday y Resnick, C.E.C.S.A., 1994
Complementaria: Física Parte II, Serway, MacGraw Hill, 1990
INDICACIONES PARA EL REPORTE DE LA PRÁCTICA:
Investiga el tema y realiza un resumen el cual colocarás en la introducción, ocupa no más de una cuartilla.
Complementa el cuestionario con otras observaciones que hayas realizado.
Describe lo que aprendiste de esta práctica.
Recuerda incluir, titulo, objetivo, introducción, material, procedimiento, observaciones, conclusiones y
bibliografía.
23
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
NOMBRE DE LA PRÁCTICA :
Construcción de circuitos básicos
No. DE PRÁCTICA:
6
No. DE SESIONES:
6
No. DE INTEGRANTES MÁXIMO POR EQUIPO:
1
5
OBJETIVO:
El alumno construirá varios circuitos de corriente continua y realizara mediciones de voltaje, corriente y
resistencia y comparará con valores teóricos calculados según las leyes de nodos y mallas.
MARCO TEÓRICO:
Las resistencias pueden conectarse unas a otras de diversas maneras. Si las resistencias se conectan en serie,
entonces la resistencia resultante es la suma algebraica de las resistencias conectadas en serie. Si se realiza una
conexión en paralelo entones el inverso de la resistencia total es la suma de los inversos de los valores de las
resistencias que componen el circuito. En ecuaciones las resistencias en serie se suman como
R = R1 + R2 + ... + Rn
Mientras que las resistencias en paralelo se suman como
1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn.
Nota: investiga más sobre el tema para completar el marco teórico.
24
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
CANTIDAD
MATERIAL Y EQUIPO
ESPECIFICACIONES
1
Multímetro
Resistencias comerciales
Alambre nicromo
Pilas
Caimanes
Digital o analógico
Varias resistencias comerciales de 0.25 Watt
Trozos de alambre nicromo de diferentes diámetros
1.5 V
Para realizar conexiones
3
5
MEDIDAS DE SEGURIDAD:
Tener cuidado al manejar los multímetros estos son de empleo delicado
PROCEDIMIENTO PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:
1. Prepare los multímetros para la medición de resistencia.
2. Mida el valor de cada una de las resistencias comerciales.
3. Conecte varias de las resistencias en serie y mida el valor de cada resistencia y también el valor de la
resistencia total, verifique que se cumple la regla de suma para resistencias en serie.
4. Conecte varias resistencias en paralelo y mida el valor de cada resistencia y también el valor de la
resistencia total. Verifique la regla de suma de resistencias en paralelo.
5. Realice una conexión mixta de conexiones en serie y conexiones en paralelo.
6. Mida la resistencia total y compare con el valor esperado teóricamente.
7. Diseñe un circuito de una malla que contenga al menos dos fem, que podrían ser pilas o fuentes de
voltaje.
8. Realice mediciones de voltaje y corriente entre varios puntos asociados al sistema, al menos 10, y
comparar con los valores teóricos.
9. Diseñe y construya un circuito de dos mallas. Al igual que en el caso anterior realice mediciones entre
varios puntos del sistema y compare con los valores teóricos que se obtienen luego de resolver el sistema.
CROQUIS O DIAGRAMA DE LA INSTALACIÓN DEL EQUIPO :
Realiza aquí tus croquis o diagramas.
25
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
CUESTIONARIO:
¿Se cumplen las reglas de suma para resistencias conectadas en serie y para aquellas conectadas en paralelo?
Cuando se realizan las conexiones en una malla, ¿los voltajes y las corrientes en el circuito satisfacen los valores
teóricos obtenidos al usar el teorema de nodos?
BIBLIOGRAFÍA:
Básica : Física Tomo II, Halliday y Resnick, C.E.C.S.A., 1994
Complementaria : Física Parte II, Serway, MacGraw Hill, 1990
INDICACIONES PARA EL REPORTE DE LA PRÁCTICA:
Investiga el tema y realiza un resumen el cual colocarás en la introducción, ocupa no más de una cuartilla.
Complementa el cuestionario con otras observaciones que hayas realizado.
Describe lo que aprendiste de esta práctica.
Recuerda incluir, titulo, objetivo, introducción, material, procedimiento, observaciones, conclusiones y
bibliografía.
26
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
NOMBRE DE LA PRÁCTICA :
Experimentos de Faraday
No. DE PRÁCTICA:
7 6
No. DE SESIONES:
No. DE INTEGRANTES MÁXIMO POR EQUIPO:
1
1
OBJETIVO:
El alumno experimentara con ejemplos sencillos la ley de inducción de Faraday y comprenderá que dicha ley
implica un cambio en el flujo magnético.
MARCO TEÓRICO:
La inducción electromagnética. Ley de Faraday
La inducción electromagnética fue descubierta casi simultáneamente y de forma independiente por Michael
Faraday y Joseph Henry en 1830. La inducción electromagnética es el principio sobre el que se basa el
funcionamiento del generador eléctrico, el transformador y muchos otros dispositivos.
Supongamos que se coloca un conductor eléctrico en forma de circuito en una región en la que hay un campo
(mientras el flujo está variando). Midiendo la fem inducida se encuentra que depende de la rapidez de variación
del flujo del campo magnético con el tiempo.
Si el campo no es constante o la superficie no es plana, el flujo se calcula mediante la integral
El significado del signo menos (Ley de Lenz) se muestra en la figura.
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MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
Nota: Buscar mas información e incluirla en el reporte
CANTIDAD
MATERIAL Y EQUIPO
1
5
1
2
1
Un multímetro
Caimanes
Motor eléctrico
Bobinas
Eliminador
ESPECIFICACIONES
Digital o analógico
De auto-estéreo
Fuente de poder
MEDIDAS DE SEGURIDAD:
El multímetro y las demás partes eléctricas son de empleo delicado.
PROCEDIMIENTO PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:
1. Tome una bobina de al menos 300 vueltas. Por medio de caimanes conecte los extremos de este bobina a
los electrodos de un amperímetro, voltímetro o multímetro.
2. Toma un imán que produzca un fuerte campo magnético, de preferencia un imán de tierras raras. Acerca
lentamente el imán al centro de la bobina, con uno de los polos, por ejemplo el positivo, al frente del otro.
Observa que es lo que sucede. Ahora acerca rápidamente el imán y describe nuevamente tus
observaciones.
3. Repite el paso anterior pero ahora cambia invierte el imán, es decir ahora el se acerca el polo sur al frente
observa si hay cambios en el amperímetro.
4. Repite los 2 pasos anteriores pero ahora en vez de acercar el imán, procedemos a alejarlo. Anota tus
observaciones.
5. Deja el imán en reposo y ahora mueve a diferentes velocidades la bobina, alejándola o acercándola al
imán. Probar varias velocidades. ¿Qué es lo que sucede?
6. Coloque dos bobinas, una cerca de la otra. Una de ellas se conecta al amperímetro y la otra al eliminador.
Observar lo que ocurre al conectar y desconectar el eliminador.
7. Colocar la bobina conectada al amperímetro en las cercanías de un imán. Sin variar la distancia entre la
bobina y el imán, cambiar la orientación de la bobina respecto del imán observe lo que ocurre.
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LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
8. En los experimentos anteriores ¿se cumple la ley de Lenz?
9. Con un motor eléctrico compruébese que al hacer girar el rotor se produce corriente eléctrica y un
diferencial de voltaje. Coloque el amperímetro conectado a las terminales del rotor y hágalo girar. Observe
que sucede.
CROQUIS O DIAGRAMA DE LA INSTALACIÓN DEL EQUIPO :
Dibuja aquí tus diagramas
29
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
CUESTIONARIO:
¿Es válida la ley de Faraday?
¿Cómo son los voltajes inducidos en cada uno de los montajes experimentales?
Con base en los experimentos que realizo. ¿Cuántas maneras existen de cambiar el flujo magnético?
¿Qué forma de cambiar el flujo magnético te pareció más práctica?
En un generador comercial de corriente eléctrica. ¿Cómo se logra el cambio en el flujo?
En dispositivos más sencillos. ¿En que otros has observado la ley de inducción de Faraday?
BIBLIOGRAFÍA:
Básica : Física Tomo II, Halliday y Resnick, C.E.C.S.A., 1994
Complementaria : Física Parte II, Serway, MacGraw Hill, 1990
INDICACIONES PARA EL REPORTE DE LA PRÁCTICA:
Investiga el tema y realiza un resumen el cual colocarás en la introducción, ocupa no mas de una cuartilla.
Complementa el cuestionario con otras observaciones que hayas realizado.
Describe lo que aprendiste de esta práctica.
Recuerda incluir, titulo, objetivo, introducción, material, procedimiento, observaciones, conclusiones y
bibliografía.
30
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
NOMBRE DE LA PRÁCTICA :
Generador de Corriente alterna
No. DE PRÁCTICA:
86
No. DE SESIONES:
No. DE INTEGRANTES MÁXIMO POR EQUIPO:
1
5
OBJETIVO:
El alumno entenderá el funcionamiento de un generador de corriente alterna y construirá un modelo simple
de generador.
MARCO TEÓRICO:
El generador de corriente alterna es un dispositivo que convierte la energía mecánica en energía eléctrica. el
generador más simple consta de una espira rectangular que gira en un campo magnético uniforme.
El movimiento de rotación de las espiras es producido por el movimiento de una turbina accionada por una
corriente de agua en una central hidroeléctrica, o por un chorro de vapor en una central térmica. En el primer caso,
una parte de la energía potencial agua embalsada se transforma en energía eléctrica; en el segundo caso, una
parte de la energía química se transforma en energía eléctrica al quemar carbón u otro combustible fósil.
Cuando la espira gira, el flujo del campo magnético a través de la espira cambia con el tiempo. Se produce una
fem. Los extremos de la espira se conectan a dos anillos que giran con la espira, tal como se ve en la figura. Las
conexiones al circuito externo se hacen mediante escobillas estacionarias en contacto con los anillos.
31
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
Si conectamos una bombilla al generador veremos que por el filamento de la bombilla circula una corriente que
hace que se ponga incandescente, y emite tanta más luz cuanto mayor sea la velocidad con que gira la espira en
el campo magnético
Nota: Buscar más información para completar el reporte.
CANTIDAD
MATERIAL Y EQUIPO
1
1
1
5
Imán
Bobina
Osciloscopio
Caimanes
ESPECIFICACIONES
Magnéticamente Fuerte
De varias vueltas
Para realizar conexiones
MEDIDAS DE SEGURIDAD:
Tener cuidado en el manejo del osciloscopio, éste es de empleo delicado.
32
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MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
PROCEDIMIENTO PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:
En este experimento nos proponemos construir un generador de corriente eléctrica basándonos en un sistema
oscilatorio masa-resorte.
1. Construya un sistema oscilante masa-resorte donde la masa consiste en un imán permanente.
2. Haga oscilar la masa del sistema oscilador en el interior de una bobina.
3. Conecte las terminales de la bobina a un osciloscopio y mida el voltaje inducido.
4. Determine la frecuencia del voltaje inducido y compare con la frecuencia del sistema oscilador. Para
determinar la frecuencia del sistema mida cuanta tarda en dar varias oscilaciones y luego divida entre el
total de ellas. También puede hacer una predicción teórica del sistema masa-resorte.
5. Modifique la frecuencia del sistema variando la masa del sistema. Verifique si hay cambios en el voltaje
inducido.
6. Modifique la frecuencia del sistema cambiando el resorte.
CROQUIS O DIAGRAMA DE LA INSTALACIÓN DEL EQUIPO :
33
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
CUESTIONARIO:
¿Cómo es la frecuencia del voltaje inducido comparado con el del sistema masa-resorte?
¿Cómo podríamos incrementar la amplitud del voltaje inducido?
¿Qué relación tiene este experimento con los grandes generadores comerciales de corriente alterna?
¿De que depende el voltaje generado?
¿De que factores depende la corriente generada?
¿Con base en la ley de Faraday podrías diseñar una fem de un voltaje en particular?
BIBLIOGRAFÍA:
Básica : Física Tomo II, Halliday y Resnick, C.E.C.S.A., 1994
Complementaria : Física Parte II, Serway, MacGraw Hill, 1990
INDICACIONES PARA EL REPORTE DE LA PRÁCTICA:
Investiga el tema y realiza un resumen el cual colocarás en la introducción, ocupa no mas de una cuartilla.
Complementa el cuestionario con otras observaciones que hayas realizado.
Describe lo que aprendiste de esta práctica.
Recuerda incluir, titulo, objetivo, introducción, material, procedimiento, observaciones, conclusiones y
bibliografía.
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LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
NOMBRE DE LA PRÁCTICA :
Efectos de punta
No. DE PRÁCTICA:
9
No. DE SESIONES:
No. DE INTEGRANTES MÁXIMO POR EQUIPO:
1
5
OBJETIVO:
El alumno observara el efecto de la distribución de las cargas en conductores aislados, en particular en
conductores que presentan puntas. Se experimentara el llamado “efecto de puntas” por medio de algunos de sus
efectos.
MARCO TEÓRICO:
La distribución de la carga de un cuerpo electrizado depende de la forma del objeto. Las cargas tienden a
acumularse en las puntas, siendo estos lugares los más probables para recibir o liberar una descarga eléctrica.
Cuando en un objeto conductor se deposita carga, ésta se distribuye de tal forma que todo el conductor es una
superficie equipotencial, y el campo en el interior del conductor es cero. Sin embargo esto no implica que el campo
sea constante sobre la superficie del conductor. En las zonas agudas la densidad de carga es mayor que en las
zonas menos agudas. La densidad de carga es mayor en las superficies de la zonas agudas, esto provoca que el
campo eléctrico en las cercanías de estas zonas se mayor que en las zonas menos agudas. El mayor valor del
campo puede ionizar el aire cercano y atraerlo hacia estas zonas agudas, en mayor intensidad que en otras zonas
no agudas. Las moléculas de aire tocan las zonas agudas y quedan cargadas, descargando de paso al objeto.
Estas moléculas son entonces repelidas creando viento que se aleja de la esfera del generador de Van de Graeff.
Este es el origen del comportamiento del fenómeno que es objeto de la presente práctica. El que el campo sea
mayor en las zonas agudas explica porque los pararrayos consisten básicamente en objetos metálicos
puntiagudos.
Nota: Realiza una búsqueda bibliográfica y completa el marco teórico
35
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
CANTIDAD
MATERIAL Y EQUIPO
1
1
Generador de Van de Graeff
Recipiente de base amplia
Semillas pequeñas
1
1
Cartulina
Rollo de papel aluminio
5
1
1
1
Caimanes
Lata vacía de refresco
Aguja
Tijeras
Vela y cerillos
3° Semestre
ESPECIFICACIONES
Generador de un diámetro mínimo de 10 cm
Recipiente de base amplia y plana, de un material
aislante (plástico)
Semillas pequeñas preferentemente de alpiste o de
pasto. También funcionan bien pequeños trozos de
hilo de coser.
Papel aluminio delgado, como el que usa en la
cocina.
Material eléctrico
Se necesita un trozo de lamina delgada de aluminio
Pequeña y delgada aguja
Para cortar la lamina de aluminio
Vela pequeña
MEDIDAS DE SEGURIDAD:
No tocar directamente la esfera metálica del generador de Van de Graef, ni acercarse demasiado durante
su funcionamiento. Consultar con su profesor.
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LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
PROCEDIMIENTO PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:
1. Primero verifique el generador de Van de Graef, esta trabajando correctamente.
2. Recorte un rectángulo alargado de cartulina y fórrela con el papel aluminio. Cierre la tira así obtenida y
forme una figura que tenga puntas por ejemplo un triangulo o una estrella.
3. Siguiendo el método del paso anterior, forme una figura con forma de la letra z.
4. Coloque en la charola aceite y semillas como en la practica de líneas de fuerza, coloque primero en el
aceite la estrella y conéctela eléctricamente con el generador de Van de Graef.
5. Accione el generador y observe las líneas de fuerza, en particular observe como son estas en las partes
agudas y luego compárelas con las correspondientes a las partes planas.
6. Repita los pasos 4 y 5 pero ahora utilice el electrodo con forma de la letra z.
7. Con la lámina de la lata de refresco corte una figura como una letra z ancha y con las puntas afiladas,
perfore un pequeño agujero en su centro de masas, de tal tamaño que la figura pueda ser colocada en la
punta de una aguja.
8. Fije la aguja y conéctela eléctricamente en la superficie del generador de Van de Graef.
9. Accione el generador y observe lo que ocurre.
10. Ahora encienda la vela y acérquela a la esfera metálica del generador de Van de Graef.
11. Con la aguja colocada sobre la esfera metálica acerque la flama de la vela a la punta de la aguja. Observe
cuidadosamente lo que ocurre.
12. Conecte una aguja grande a la esfera metálica por medio de un caimán, luego fija la aguja cerca de un
pequeño chorro de aguja y observe lo que ocurre.
CROQUIS O DIAGRAMA DE LA INSTALACIÓN DEL EQUIPO :
Instrucción para el alumno: realizar un croquis de la instalación del equipo.
37
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
CUESTIONARIO:
¿Cómo son las líneas de fuerza asociadas con las formas puntiagudas que usaste en esta practica?
¿El comportamiento del rehilete hecho con la lata de aluminio puede explicarse por medio de las líneas de fuerza
generadas y observadas con las semillas alrededor del electrodo cuya forma sección transversal era como la del
rehilete?
¿Por qué difiere el comportamiento de la flama de la vela al colocarlo cerca de la esfera del generador y al
acercarlo a la aguja?
¿Podrías explicar el comportamiento del chorro de agua cuando la aguja esta cargada es decir cuando esta
accionado el generador electrostático?
BIBLIOGRAFÍA:
Básica: Física Tomo II, Halliday y Resnick, C.E.C.S.A., 1994
Complementaria: Física Parte II, Serway, MacGraw Hill, 1990
INDICACIONES PARA EL REPORTE DE LA PRÁCTICA:
Investiga el tema y realiza un resumen el cual colocarás en la introducción, ocupa no mas de una cuartilla.
Complementa el cuestionario con otras observaciones que hayas realizado.
Describe lo que aprendiste de esta práctica.
Recuerda incluir, titulo, objetivo, introducción, material, procedimiento, observaciones, conclusiones y
bibliografía.
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LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
NOMBRE DE LA PRÁCTICA:
Ley de Ohm
No. DE PRÁCTICA:
6
10
No. DE SESIONES:
No. DE INTEGRANTES MÁXIMO POR EQUIPO:
1
5
OBJETIVO:
El alumno comprenderá la ley de Ohm por medio de experimentos en sistemas que cumplen con esta ley y
sistemas que no lo cumplen. Además diferenciara la ley de Ohm de la definición de resistencia.
MARCO TEÓRICO:
Cuando entre los extremos de un conductor se establece una diferencia de potencial, entonces las cargas
eléctricas negativas fluyen de zonas de potencial menor a zonas de potencial mayor. La intensidad de la
corriente depende básicamente del voltaje aplicado y de la resistencia que presente el material para que
se establezca una corriente a través de el. La resistencia que presenta el material a su vez tiene una
dependencia complicada con otras cantidades entre las que puede estar el potencial eléctrico. Hay
materiales en los que la resistencia eléctrica no varía al cambiar el potencial y otros en los que si depende
del potencial aplicado. Si la resistencia de un material es independiente del potencial aplicado, entonces se
dice que este material obedece la ley de Coulomb. Un material que obedece la ley de Coulomb lo hace en
un rango valores del potencial aplicado. Así si en un determinado sistema usamos que un material
obedece la ley de Coulomb, debemos tener cuidado de que los voltajes que usemos estén en el rango
correspondientes. Por otra parte la ley de Coulomb suele confundirse con la definición de resistencia. Así
que debemos tener cuidado en este punto.
Nota para el alumno: buscar más información y ampliar el marco teórico.
CANTIDAD
MATERIAL Y EQUIPO
1
1
1
1
Multímetro
Alambre nicromo
Fuente de voltaje
Un foco
ESPECIFICACIONES
Digital o analógico
½ metro de alambre nicromo delgado (numero 28)
De bajo voltaje
Lo que interesa es el filamento a si que un foco
fundido basta. También uno en buenas condiciones es
suficiente
MEDIDAS DE SEGURIDAD:
Tener cuidado al manejar los multímetros estos son de empleo delicado
39
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
PROCEDIMIENTO PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:
1. Tomar una sección fija de alambre nicromo. Aplicarle una diferencia de potencial entre sus extremos y
medir la corriente. Variar el voltaje aplicado y en cada caso medir la corriente que se establece, de esta
manera obtener una tabla de valores de la corriente y el voltaje aplicado.
2. Graficar los resultados, si se cumple la ley de Ohm la grafica será una línea recta inclinada. La pendiente
es la resistencia.
3. Medir la resistencia entre los extremos del alambre y comparar con el valor encontrado de la grafica i-v.
4. Repetir los 3 pasos anteriores con el filamento de un foco. Comparar los resultados en ambos casos.
CROQUIS O DIAGRAMA DE LA INSTALACIÓN DEL EQUIPO :
Dibuja tu croquis o diagramas y anéxalos al reporte.
40
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
CUESTIONARIO:
¿Se satisface la ley de Ohm para el alambre nicromo?
¿Se satisface la ley de Ohm para la resistencia que es el filamento de un foco?
¿Se ven afectadas las mediciones por efectos de la temperatura?
¿Cómo podrías establecer si la resistencia es afectada por al temperatura y aun mas como saber si un material
que satisface la ley de Ohm para alguna temperatura siga cumpliendo esta ley para otra temperatura?
BIBLIOGRAFÍA:
Básica: Física Tomo II, Halliday y Resnick, C.E.C.S.A., 1994
Complementaria: Física Parte II, Serway, MacGraw Hill, 1990
INDICACIONES PARA EL REPORTE DE LA PRÁCTICA:
Investiga el tema y realiza un resumen el cual colocarás en la introducción, ocupa no más de una cuartilla.
Complementa el cuestionario con otras observaciones que hayas realizado.
Describe lo que aprendiste de esta práctica.
Recuerda incluir, titulo, objetivo, introducción, material, procedimiento, observaciones, conclusiones y
bibliografía.
41
LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
NOMBRE DE LA PRÁCTICA
Efectos magnéticos de corrientes eléctricas
No. DE PRÁCTICA:
No. DE SESIONES:
1
No. DE INTEGRANTES MÁXIMO POR EQUIPO:
5
11
OBJETIVO:
El alumno experimentara los efectos de campos magnéticos sobre alambres que transportan corrientes eléctricas.
MARCO TEÓRICO:
Las fuerzas características de los imanes se denominan fuerzas magnéticas. El desarrollo de la física
amplió el tipo de objetos que sufren y ejercen fuerzas magnéticas. Las corrientes eléctricas y, en general,
las cargas en movimiento se comportan como imanes, es decir, producen campos magnéticos. Siendo las
cargas móviles las últimas en llegar al panorama del magnetismo han permitido, sin embargo, explicar el
comportamiento de los imanes, esos primeros objetos magnéticos conocidos desde la antigüedad.
Los fenómenos magnéticos habían permanecido durante mucho tiempo en la historia de la ciencia como
independientes de los eléctricos. Pero el avance de la electricidad por un lado y del magnetismo por otro,
preparó la síntesis de ambas partes de la física en una sola, el electromagnetismo, que reúne las
relaciones mutuas existentes entre los campos magnéticos y las corrientes eléctricas. James Clark
Maxwell fue el científico que cerró ese sistema de relaciones al elaborar su teoría electromagnética, una
de las más bellas construcciones conceptuales de la física clásica.
Nota para el alumno: buscar más información y ampliar el marco teórico
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LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
CANTIDAD
MATERIAL Y EQUIPO
4
1
1
Brújula
Alambre magneto
Fuente de voltaje, variable
1
2
1
Imán
Soportes universales
Bobina
3° Semestre
ESPECIFICACIONES
Un metro, del numero 16 o menor
De bajo voltaje y alto amperaje, circuito de
protección
300 vueltas
MEDIDAS DE SEGURIDAD:
Las corrientes involucradas pueden ser grandes así que maneja éstas por periodos de tiempo cortos.
PROCEDIMIENTO PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:
5. Con la fuente de voltaje establecer una corriente intensa en un alambre de cobre. Colocar las brújulas
cerca del alambre. Para facilitar las mediciones, en tu experimento coloca el alambre en posición vertical y
las brújulas cerca del alambre y cerca del centro del mismo. Observa que sucede con la orientación de las
agujas de las brújulas.
Las brújulas se orientan en la dirección del campo magnético por lo que pueden usarse para visualizar las
líneas de campo magnético producidas por alambres que transportan corriente. De hecho se puede visualizar
un mapa tridimensional del mismo.
6. Toma una bobina de 300 vueltas y conéctala a la fuente de voltaje, establece una corriente a través del
mismo. Usando las brújulas determina un mapa del campo magnético producido.
7. Acerca un imán de barra y comprueba que se ejerce una torca sobre este debido al campo magnético
producido por la bobina.
8. Visualiza las líneas de campo magnético alrededor de un alambre que transporta corriente eléctrica
usando limaduras de hierro. Para esto espolvorea limadoras en una hoja de papel colocada alrededor del
alambre que transportara corriente. Haz pasar corriente y observa lo que sucede.
9. Usando soportes universales coloca dos alambres rígidos de aproximadamente 15 cm. paralelamente uno
frente a otro y haz pasar corriente a través de ellos. Observa lo que sucede.
CROQUIS O DIAGRAMA DE LA INSTALACIÓN DEL EQUIPO :
Dibuja tu croquis o diagramas
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LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
MANUAL DE PRÁCTICAS
Electricidad Básica
3° Semestre
CUESTIONARIO:
¿Por qué en un alambre que transporta corriente eléctrica se genera un campo magnético?
¿Por qué podemos utilizar brújulas determinar la dirección del campo magnético que producen alambres que
transportan corrientes eléctricas?
¿Cómo se relaciona la configuración del campo magnético producido por una bobina con el producido por un
alambre que transporta corriente eléctrica?
¿Por qué un par de alambres que transportan corrientes experimentan fuerzas?
Si los alambres transportan corrientes iguales, ¿se rechazan o se atraen?
BIBLIOGRAFÍA:
Básica: Física Tomo II, Halliday y Resnick, C.E.C.S.A., 1994
Complementaria: Física Parte II, Serway, MacGraw Hill, 1990
INDICACIONES PARA EL REPORTE DE LA PRÁCTICA:
Investiga el tema y realiza un resumen el cual colocarás en la introducción, ocupa no mas de una cuartilla.
Complementa el cuestionario con otras observaciones que hayas realizado.
Describe lo que aprendiste de esta práctica.
Recuerda incluir, titulo, objetivo, introducción, material, procedimiento, observaciones, conclusiones y
bibliografía.
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