Leybold 521 65 Es una fuente de alimentación CC de 0 a 500 V, también llamada fuente de alta tensión. De acuerdo con el fabricante, esta unidad es particularmente adecuada para suministrar tensión a circuitos conformados por tubos [1], por ello es de gran relevancia en esta práctica. Leybold 521 546 para tensión constante con limitación de corriente como para corriente constante con limitación de tensión. [2]. En caso de está práctica la fuente mencionada se utilizó para suministrar corriente eléctrica. Esta fuente de alimentación universal CC, funciona tanto para tensión constante con limitación de corriente como para corriente constante con limitación de tensión. [7]. En caso de está práctica la fuente mencionada se utilizó para suministrar corriente eléctrica al circuito. Agilent 34405A 3. Agilent 34405A Este dispositivo se trata de un multímetro digital, que permite al usuario realizar más de una medición y mostrar de manera simultánea los resultados en el panel de visualización. Además realiza mediciones de tensión en CC, corriente en CC, corriente en CA, tensión rms en CA y temperaturas que oscilan entre los 50 °C hasta 150 °C. [3]. Para efectos de esta práctica, el dispositivo Agilent 34405A permite observar los valores de tensión que genera el circuito al proporcionarle una fuente de alimentación por medio del dispositivo Leybold 52165, antes mencionado. Es decir, el dispositivo Agilent 34405A será utilizado en este proyecto como un medidor de tensión. Este dispositivo corresponde a un multímetro digital, que permite realizar mediciones y mostrar resultados en el panel de visualización de manera simultánea. Además realiza mediciones de tensión en CC, corriente en CC, corriente en CA, tensión rms en CA y temperaturas que oscilan entre los 50 °C hasta 150 °C. [6]. Para efectos de esta práctica, el dispositivo Agilent 34405A se utilizará como un medidor de tensión ya que permitirá observar los valores de tensión de Hall que perciben las tarjetas de Germanio dopado tipo n y tipo p. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Monitor Interruptor de encendido/apagado Función de medición y teclas de resolución Rango automático y rango manual Operaciones matemáticas y editor Almacenamiento de estado/recuperación, utilidad y teclas de edición Shift (selecciona las teclas desplazadas azules) 8. Pantalla secundaria Key 9. Terminales de entrada y fusible de corriente Este dispositivo consiste en un multímetro digital, que posibilita realizar más de una medición y mostrar de manera simultánea los resultados en el panel de visualización. Se caracteriza por realizar mediciones de tensión en CC, corriente en CC, corriente en CA, tensión rms en CA y temperaturas que oscilan entre los 50 °C hasta 150 °C. Para este equipo se encuentran los siguientes rangos: TENSIÓN DE CC Resistencia de entrada: Rango de 10 MΩ ± 2% (típico) Protección de entrada: 1000 V en toda la gama TENSIÓN DE CA Hasta 400 Vdc sesgo en cualquier rango Factor de cresta: Máximo 5:1 a escala completa Impedancia de entrada: 1 MΩ ± 2% en paralelo con < 100 pF de todos los rango s Protección de entrada: 750 Vrms en todos los rangos CORRIENTE CONTINUA Resistencia a la derivación: 0,1 Ω a 10 Ω para rangos de 10 mA a 1,2 A; 0,01 Ω para un rango de 12 A CORRIENTE ALTERNA Resistencia a la derivación: 0,1 Ω a 10 Ω para un rango de 10 mA a 1,2 A; 0,1 Ω para un rango de 12 A Fluke 8846A de acuerdo con el fabricante se encuentra descontinuado. Este equipo permite realizar diversas mediciones como tensión CC en intervalos de 100 mV a 1.000 V , tensión CA de 100 mV a 1000 V, resistencias de 1 Ω a 1 GΩ, corriente CC de 100 μA a 10 A, corriente CA de 100 mA a 10 A, entre otras. [4] En este caso su función será como medidor de corriente, puesto que permitirá observar la cantidad de corriente presente en el circuito luego de aplicarse una corriente de entrada a través de la fuente de alimentación Leybold 521546. Este quipo se usó para medir la corriente DC que genera la fuente de corriente. Partes principales del instrumento FLUKE 8846A 1. Conectores de entrada HI y LO. Conectores de entrada para mediciones de voltios, ohmios de 2 hilos, Hz, período, temperatura y capacitancia. Conectores de entrada que sirven como fuente de corriente para mediciones de ohmios tetrafilares. Todas las mediciones utilizan el conector de entrada LO como entrada común. La entrada LO está aislada y puede flotarse de manera segura hasta 1000 V por encima de la conexión a tierra, independientemente del tipo de medición. 1000 V es el voltaje nominal máximo entre los conectores de entrada HI y LO y entre cada entrada de HI y LO y la toma de tierra. 2. Conectores de detección HI y LO. Los conectores de detección detectan el voltaje en una resistencia desconocida en mediciones de ohmios tetrafilares o proporcionan la entrada de referencia de VCC para las medidas de índice de VCC. 3. Teclas programables F1 a F5. Las teclas programables se utilizan para seleccionar diversas opciones de menú al navegar por los menús del multímetro. La función de cada tecla programable se identifica mediante un rótulo en la fila inferior de la pantalla. Las teclas que no tienen un rótulo están inactivas. 4. Tecla de memoria para acceder a la memoria interna y externa que contiene las configuraciones y mediciones del multímetro. 5. Puerto USB. Conexión para un dispositivo opcional de memoria cuyo propósito es almacenar lecturas del multímetro. 6. Tecla de estado en espera para apagar la pantalla. Al estar en espera, el multímetro no responderá a los comandos remotos o del panel frontal. Al salir del modo en espera, el multímetro se ajusta en su configuración de encendido. 7. Tecla de configuración del instrumento. Accede a la selección y configuración de la interfaz de comunicaciones, el conjunto de comandos remotos, los ajustes del sistema y el restablecimiento del multímetro. 8. Tecla de configuración de la medición. Accede al ajuste de la resolución, las funciones de activación, la configuración de temperatura, la selección de referencia de dBm, los ajustes de continuidad y otros parámetros relacionados con la medición 9. Tecla de activación. Activa la medición cuando el activador se configura a la activación externa. 10. Tecla de análisis. Accede a funciones matemáticas, estadísticas, trazado de tendencias TrendPlot e histograma. 11. Tecla de cero. Utiliza la lectura actual como un valor de compensación para crear lecturas relativas. 12. Teclas de función del multímetro. Selecciona la función del multímetro entre voltios CC, voltios CA, amperios CC, amperios CA, ohmios, continuidad, prueba de diodos, frecuencia, período, capacitancia y temperatura 13. Teclas de rango. Selecciona entre el modo de rango manual y automático. También aumenta o disminuye el rango al estar en el modo de rango manual. 14. Tecla de retroceso. Retrocede una capa en la selección del menú. 15. Interruptor de entrada frontal y posterior. Todos los conectores de entrada del panel frontal, salvo el de 10 A, están disponibles en el panel posterior del multímetro. Estos interruptores alternan entre sí la entrada del multímetro. 16. Conectores de entrada de 400 mA y 10 A para funciones de medición de corriente CA y CC Datos importantes Tensión de CC Entrada máxima. 1000 V en cualquier rango Rechazo del modo común 140 dB a 50 o 60 Hz ±0,1 % (desequilibrio de 1 kΩ) Medidor de corriente CC: 1. Se conectan los conductores de prueba entre los conectores de entrada del multímetro y el circuito medido, para corrientes de 400 mA o menos, o para corrientes de hasta 10 A. 2. Pulse DCI 3. Con los conductores de prueba conectados a los conectores de 400 mA y Input LO, pulse la tecla programable bA. Si los conductores de prueba están conectados a los conectores de 10A y Input LO, entonces pulse la tecla programable 10A. 4. Aplique la potencia al circuito medido y lea la corriente en la pantalla del multímetro Leybold 555 581 El nombre de este dispositivo indicado por el fabricante es Bobinas de Helmholtz con soporte y dispositivo de medición.[5] Consiste en un doble arrollado con 130 espiras por bobina y de 150 mm de radio. Además de las bobinas, el dispositivo tiene un panel de conexión por donde ingresarán las corrientes y tensiones establecidas por el equipo mencionado en los puntos anteriores y otras conexiones. Al tratarse de dos bobinas, las líneas de campo magnético de uno de los arrollados pasarán por medio del otro, por lo que se considera que el campo magnético presente en medio de su eje común es uniforme. Por ellas circula la misma corriente eléctrica y fluye en igual dirección para ambas, de esto cabe destacar que el campo magnético no posee terminales positivas o negativas, por lo que la corriente entra por el Norte y sale por el Sur.[6] Medidor de efecto Hall Leybold 524 0381 El efecto Hall es un fenómeno que se observa en un campo magnético al ejercer fuerzas sobre electrones se va a dar un desplazamiento que los electrones e iones positivos resistirán, sin embargo cuando se intentan mover los electrones, una fuerza de atracción se generará entre los iones positivos y los electrones. La separación de cargas que se da, resulta en una diferencia de potencial conocida como tensión de Hall, está será perpendicular a la velocidad de las cargas y al campo magnético. [7] Los medidores de efecto Hall permiten medir campos magnéticos o corrientes utilizando el efecto Hall. “Si por un sensor Hall circula corriente y se lo coloca en un campo magnético, aparece un voltaje proporcional al producto entre la corriente y la intensidad de la componente normal del campo magnético respecto del sensor. Si se conoce el valor de la corriente, se puede calcular la intensidad del campo magnético” [8] Estos se componen de sensores y otros elementos como resistencias. En este caso el medidor de efecto Hall utilizado en el laboratorio posee un sensor axial y tangencial con una punta de antimoniuro de galio, los resultados de la medición se reflejan en una consola, que en la práctica realizada brinda unidades de miliTeslas (mT), es decir que la medición realizada corresponde a el campo magnético presente. Además, la consola refleja si el flujo magnético medido se encuentra en el Norte o el Sur, siendo el resultado en mT positivo para Norte y negativo para Sur. El equipo mostrado en la figura 4, corresponde a un sensor que permite medir tangencial y axialmente la densidad de flujo magnético. Para esta práctica el sensor se utilizará en conjunto con la consola Mobile-Cassy 2 Leybold 555 571 El dispositivo Leybold 555 571 corresponde a un Tubo de rayo electrónico filiforme (bulbo) que de acuerdo con la hoja del fabricante funcionan para el estudio de la desviación de rayos electrónicos en campos eléctricos y magnéticos, lo cuál posibilita el cálculo de la carga específica del electrón y además se encuentra relleno de moléculas de gas hidrógeno a baja presión. La composición de este dispositivo, según indica el fabricante, se da con un cátodo calentado indirectamente (Figura 8. 1d), un ánodo con forma cónica (Figura 8. 1c) que emite los electrones de forma perpendicular y hacia arriba, un cilindro de Wehnelt que posibilita focalizar el rayo (Figura 8. 1d) y detrás del ánodo un par de placas que desvían electrostáticamente el rayo de electrones. (Figura 8. 1b). [5] Además, las placas de desviación tienen como propósito acelerar los electrones presentes en el rayo Leybold 52155 Este equipo se usó en el experimento como una fuente de corriente CD Partes principales del instrumento Leybold 52155 1. Pulsador para conectar o desconectar el modo de corriente triangula 2. Visualizador con indicación digital de 3 posiciones para la tensión en la salida 3. Visualizador con indicación digital de 3 posiciones para la corriente en la salida Rango de medición: 0 a 24 V Precisión del voltímetro: ± 1 % del valor final 4. Botón de ajuste para la tensión en la salida 4.1 Indicación del servicio de tensión constante con LED 5. Botón de ajuste para la corriente tomada en la salida Rango de medición: 0 a 20 A Precisión del amperímetro: ± 2 % del valor fina 5.1 Indicación del servicio de corriente constante con LED 6. Salida (par de hembrilla de seguridad de 4 mm) para la tensión y corriente 7. Con limitación electrónica de potencia para una potencia de salida de más de 240 W (indicado por el LED Datos importantes Tensión de conexión a la red 230V a 50/60 Hz o 115 V Consumo de potencia: 450 VA Recomendable no utilizar una corriente mayor a 10A ya que los cables de salida para la tensión y la corriente a utilizar se comienzan a calentar, y así provocando corto circuito. Funcionamiento como fuente de corriente constante Se graduará el botón de ajuste a un máximo (tope derecho) para el límite de tensión. El LED (5.1) del servicio de corriente constante iluminará. Luego se ajustar el valor de corriente deseado accionando el botón indicado en el visualizador Si adicionalmente se desea limitar el máximo de tensión a valores menores de 24 V, entonces con la salida abierta se debe girar de regreso el botón del límite de tensión hasta que se haya alcanzado la tensión máxima deseada, esto ilumina el LED 4.1 Luego se pone la corriente nuevamente a cero y se conecta la salida con el circuito LEYBOLD 524 005 Este dispositivo lleva por nombre Mobile-Cassy 2, funciona como una consola que permite observar el valor en mini teslas medido por el sensor de efecto Hall, en este caso el equipo Leybold 524 0381. [5] Este quipo se usó para medir la fuerza de la levitación magnética. 1. Entradas A tensión y B corriente para sensores de tensión y corriente 2. . Pantalla con menú principal 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Conector tipo k para sensor de temperatura Toma USB A para memoria USB Toma USB B para ordenador Tama de la fuente de alimentación enchufable Led verde y amarillo Conector para cerradura Kensington opcional Rueda táctil Datos importantes Rango de correntie ±0.03/±0.1/±0.3/±1/±3 A Rango de tensión ±0.1/±0.3/±1/±3/±10/±30 V Este dispositivo ya tiene incorporado un sensor de voltaje y el sensor de temperatura (tipo K) y sus rangos de medición se pueden cambiar (por ejemplo, voltaje ±0.1 V a ±30 V). Al medir la corriente y el voltaje, la potencia y la energía eléctrica que fluye a través del dispositivo de medición se pueden mostrar directamente. Leybold 524 060 Este quipo se usó para detectar la levitación magnética sobre el alambre, mediante la fuerza. Partes principales del instrumento LEYBOLD 524 060 1. 1a Orificios de 4mm. ▪ 1b orificio de 6mm. ▪ 1c tornillo de bloqueo. 2. Enchufes, aislados galvánicamente. 3. Varilla del trípode. 4. Enchufe. Datos importantes ▪ Rangos de medición: ±10/±30/±100/±300 mN, ±1 N ▪ Compensación: ±2,5 N en cada rango de medición ▪ Resolución: 0,1 % del rango de medición (dependiendo del lugar de instalación) ▪ Conexión: conector SubD15 ▪ Longitud del cable: 1 m ▪ Dimensiones: 14.4 cm x 4 cm x 4 cm ▪ Peso: 360 g Este sensor de fuerza +-1N, es combinado con el medidor Cassy leybold 524005, en este la componente de fuerza se mide en la dirección del eje del sensor, superficialmente se pueden ver las flechas. Igualmente se compensa electrónicamente, este sensor de fuerza se compone de un elemento de flexión doble muy preciso con cuatro galgas extensométricas DMS en un circuito puente, este elemento de flexión se encuentra en una carcasa solida la cual también delimita la deflexión máxima mecánica y lo protege de los daños, la resistencia cambia cuando se dobla y se genera una señal eléctrica Magneto de Neodimio y ceramico; núcleo laminado y magneto Este magneto se usó para generar un campo magnético. Este magneto está hecho de aleaciones de neodimio, hierro y boro, donde su composición nos produce un campo electromagnético fuerte Bucles conductores Alambre paramagnético, utilizado para realizar la levitación magnética. Solo someter los bucles conductores a corrientes de 20A durante cortos lapsos de tiempo, estos bucles se encuentran a dos tamaños diferentes 8cm y 4cm. Ld DIDACTIC 531 120 Este quipo se usó para medir la corriente que genera la fuente. Partes principales del instrumento DIDACTIC 531 120 1. 2. 3. 4. 5. 6. Toma de conexión de seguridad (tierra) Enchufe de conexión de seguridad Interruptor deslizante Botón giratorio (para ajustar el cero en el centro de la escala) Interruptor de selección de rango Compartimento de la batería (accesible después de quitar la parte inferior de la vivienda 7. Catch (para bloquear la parte inferior de la carcasa) 8. Tornillo de ajuste para ajustar mecánicamente la posición cero del puntero Datos importantes Medidas para la tensión en CC y CA respectivamente. 300V, 100MV CC 300V, 3V CA Mediadas para la corriente en DC y AC respectivamente. 3A, 100uA DC 3A, 1uA DC Temperatura ambiente recomendada: 26°C Frecuencia: 50, 60Hz El multímetro analógico LD analog 20 es adecuado para medir voltajes y corrientes. Todos los rangos de medición se pueden seleccionar por medio de un solo interruptor giratorio. Un espejo detrás de la báscula permite virtualmente lectura sin paralaje de la desviación del puntero. El elemento de bobina móvil del multímetro es en gran medida insensible a campos externos y está protegido contra sobrecargas por medio de dos Diodos antiparalelos. La robusta carcasa de plástico y las joyas de cojinete accionadas por resorte del elemento de bobina móvil protegen el dispositivo contra daños en caso de estrés mecánico. Tarjeta de Germanio dopado tipo p y tipo n . En este caso la tarjeta a utilizar para Ge tipo p corresponde al modelo Leybold 586 852 [1] y para tipo n Leybold 586 853 [2]. De acuerdo con el fabricante, permiten estudiar la conductividad del Germanio tipo p o tipo n según el caso, en función de la temperatura y medir la tensión de Hall. Una característica importante de estos dispositivos es que la máxima corriente que puede soportar es de 33 mA. Leybold 586 850 Este dispositivo funciona como un soporte para las tarjetas de cristal Germanio (tipo p o n). Permite medir la tensión de Hall y la conductividad en función de la temperatura.[3] https://www.leybold-shop.com/base-unit-forhall-effect-586850.html Keysight U1272 A El equipo Keysight U1272a, es un multímetro que según la hoja de fabricante tiene la capacidad de operar a temperaturas de -40°C. También se caracteriza por ser sensitivo, ya que detecta cambios mínimos en las señales tanto de corriente como de tensión. Además proporciona resultados de hasta 4,5 dígitos. [8] En esta práctica su función será de un medidor de corriente que percibe la corriente entregada por el equipo Leybold 521 546. Gw Instek gps-1850d Este instrumento es una fuente que suministra potencia (54W a 90W) de manera lineal en CC, opera de forma digital y analógica variando la potencia. Entre sus aplicaciones se puede generar pulsaciones de corriente al ser operado desde un dispositivo externo. [9] En está práctica el dispositivo se utilizará para energizar los arrollamientos Leybold 562 13 montados en el sistema de circuitos magnéticos Leybold 562 11. Keysight U1253 B El dispositivo mencionado se trata de un multímetro digital con una pantalla OLED (organic light-emitting diode), posee un contador de frecuencia y emite salidas de ondas cuadradas. [10] En la práctica realizada en el laboratorio, este instrumento indicaba la corriente suministrada por la fuente Gw Instek gps-1850d, que posteriormente ingresa al arrollamiento. El instrumento consiste en un multímetro digital con una pantalla que posee un contador de frecuencia y emite salidas de ondas cuadradas. [4] En esta práctica se utilizó para medir la corriente que fluye a través del circuito. Las especificaciones brindadas por el fabricante son las siguientes: Tensión DC: 50 mV, 1000 mV, 5 V a 1000 V, 10 MΩ (nominal), con 10 MΩ en paralelo a doble monitor. Tensión AC: 50 mV to 1000 mV, 5 V a 1000 V, 10 MΩ en paralelo con < 100 pF Rango de temperatura: –20 °C a 55 °C Leybold 562 13 El instrumento mencionado consta de un arrollado de 250 vueltas que puede experimentar baja y alta tensión al combinarse con un segundo arrollado, como es el caso de esta práctica. Entre las características mencionadas por el fabricante, se tiene que se puede exceder considerablemente su resistencia máxima de corriente por cortos periodos. Para su uso es necesario el dispositivo Leybold 562 11. [11] Leybold 562 11 El sistema de circuitos magnéticos Leybold 562 11, tienen como propósito ser una base para montar arrollamientos. De acuerdo con la hoja del fabricante el material del cuál se compone es hierro laminado. [12] Leybold 56 031 El nombre de fabricación en inglés para este dispositivo es " pair of bored pole pieces". Su propósito es concentrar el campo magnético uniforme generado por los arrollados, alrededor de la tarjeta de Germanio, esto ya que su estructura permite concentrar las líneas de campo en un punto deseado, en este caso alrededor del cristal de Germanio. [13] Tektronix TDS 360 Este equipo consiste en un procesador (osciloscopio) digital en tiempo real que mide las formas de onda. [2] Las características eléctricas para este equipo permiten ajustar la temperatura ambiente entre +20 C y +30 C, con un período de calentamiento de al menos 20 minutos. Algunas de sus especificaciones son: ● Ancho de banda: 200MHz ● Frecuencia de muestreo: 1GS/s por canal ● Dos canales idénticos con función inversora ● Sensibilidad: 2mV/div a 10V/div ● Rango de Compensación (offset): 2 - 99.5 mV/div para ± 1𝑉, 100 - 995 mV/div para ± 10𝑉 y 1 - 10 V/div para ± 100𝑉 . LDS 9 Thorlabs Este dispositivo es una fuente regulada, que nos va a entregar una corriente eléctrica para alimentar nuestro circuito [3] Entre sus características se tienen: ● Salida de DC: 9 VDC ● Corriente de salida: 220 mA ● voltaje de entrada: 105 - 132 / 200 – 264 VAC ● Potencia de entrada: 11 VA ● Ondulación máxima: 10 mV RMS ● Reglamento combinado: ±5% ● Temperatura de funcionamiento: 0 to 40°C . Arrollados: Para esta práctica se utilizaron diversos arrollados con diferentes cantidades de espiras. Entre ellos, los que se observan a continuación.
