D3.9.4.6

D 3.9.4.6
Procesos de conducción eléctricos
Procesos de conducción en el vacío
Ensayos demostrativos en Física
Rayos electrónicos en campos eléctricos y magnéticos alternos, paralelos
Tubo de Perrin
Objetivo del ensayo
1. Estudio del comportamiento de un rayo electrónico en campos alternos eléctricos y magnéticos.
Montaje
- Aumente la frecuencia fM hasta aprox. 50 Hz y observe
nuevamente la mancha luminosa. Luego regrese la tensión del
generador de funciones a 0 V.
- Para generar un campo eléctrico alterno horizontal ( fE = 50 Hz)
encienda el transformador variable y aumente lentamente la
tensión.
- Observe la mancha luminosa en la pantalla.
- Sin cambiar la frecuencia fM aumente nuevamente la tensión del
generador de funciones hasta aprox. 2,5 V. Luego ajuste otras
frecuencias.
- Observe la figura en la pantalla.
Observación
Instrucciones de seguridad:
En las placas desviadoras del tubo de Perrin se aplican tensiones
peligrosas al contacto: ¡Utilice cables de experimentación de
seguridad!
El tubo de Perrin puede ser dañado por conexión errónea y por
tensiones y corrientes muy altas.
Tenga en cuenta las especificaciones para la conexión y datos
técnicos que se indican en las instrucciones de servicio 555 622.
Equipo
1 Tubo de Perrin ............................................................. 555 622
1 Portatubo ..................................................................... 555 600
1 Par de bobinas de Helmholtz ....................................... 555 604
1 Fuente de alimentación de alta tensión de 10 kV ......... 521 70
1 Transformador variable de 0 a 250 V ........................... 521 40
1 Generador de funciones S 12....................................... 522 621
2 Cables de experimentación de seguridad..................... 500 641
2 Cables de experimentación de seguridad..................... 500 642
2 Cables de experimentación de seguridad..................... 500 644
1 Cable de experimentación de seguridad....................... 500 621
1 Cable de experimentación de seguridad....................... 500 622
2 Cables de experimentación de seguridad..................... 500 611
1 Cable de experimentación de seguridad....................... 500 612
Realización del ensayo
Nota:
Para ver mejor las figuras de Lissajous sobre la pantalla del tubo de
Perrin se recomienda realizar el ensayo en un ambiente ligeramente
oscuro.
KR 210
Los resultados de los ensayos D 3.9.4.4.b (Desviación del rayo
electrónico en un campo magnético) y D 3.9.4.5 (Desviación del rayo
electrónico en un campo eléctrico) deben ser conocidos.
- Encienda la fuente de alimentación de alta tensión y aumente la
tensión anódica hasta que aparezca la mancha luminosa del rayo
electrónico sobre la pantalla del tubo de Perrin.
Si a las bobinas de Helmholtz se les aplica una tensión alterna con
una frecuencia fM de 1 Hz, la mancha luminosa se mueve en
dirección vertical sobre la pantalla de arriba hacia abajo y viceversa.
Al aumentar lentamente la tensión, aumenta la desviación de la
mancha luminosa hacia arriba y hacia abajo.
Después de incrementar la frecuencia hasta 50 Hz se observa una
línea vertical.
Si se aplica una tensión alterna a las placas de desviación con una
frecuencia fE de 50 Hz, se ve una línea horizontal en la pantalla.
Al aumentar la tensión, se prolonga la línea horizontal uniformemente
hacia la izquierda y hacia la derecha.
Si tanto a las placas desviadoras y a las bobinas de Helmholtz se les
aplica una tensión alterna con una frecuencia de 50 Hz, en la pantalla
aparece una elipse que gira.
Si se varía la frecuencia fM del generador de funciones se podrán ver
otras figuras.
Evaluación
Si un rayo electrónico se mueve entre un campo eléctrico y uno
magnético alternos, cuyas líneas de campo transcurren en paralelo
entre si, en la pantalla se verán figuras que giran. Estas son
conocidas como las figuras de Lissajous.
Si la frecuencia fE del campo eléctrico corresponde a la frecuencia
fM del campo magnético la figura de Lissajous tiene la forma de un
círculo o de una elipse. Si la relación de frecuencias cambia, se
obtienen otras figuras. La elongación horizontal y vertical de las
figuras de Lissajous en la pantalla depende del valor absoluto de las
tensiones alternas aplicadas en las placas desviadoras y en las
bobinas de Helmholtz.
Nota:
A partir de las figuras de Lissajous se puede analizar una tensión
alterna cualquiera aplicada a las bobinas de Helmholtz con respecto a
su valor absoluto y frecuencia colocando una escala en la pantalla del
tubo y aplicando en las placas desviadoras una tensión alterna
conocida en su valor absoluto y frecuencia.
De esta forma el montaje experimental puede ser utilizado como
modelo de osciloscopio.
- Para crear el campo magnético alterno horizontal encienda el
generador de funciones y regule una tensión de salida de aprox.
2,5 V con una frecuencia fM de aprox.1 Hz.
- Observe la mancha luminosa sobre la pantalla.
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