LIBRO DEL LABORATORIO DE FISICA 3

2. FUNDAMENTACIÓN DEL LABORATORIO DE
ELECTROMAGNETISMO
El mundo de la electricidad y el magnetismo se caracteriza por la gran diversidad de
fenómenos que incluye. Estos van desde la conducción de la electricidad por
algunos cuerpos, hasta el comportamiento de los imanes. La técnica moderna utiliza
gran cantidad de fenómenos electromagnéticos en las comunicaciones, las
computadoras, las impresoras LASER y otros muchos. Por ello es importante
para la formación básica de cualquier ingeniero el comprender los fundamentos
del electromagnetismo.
En este laboratorio estudiaremos algunos fenómenos electromagnéticos desde el
punto de vista experimental. Para lograr este objetivo utilizaremos, al igual que se
hizo en los otros laboratorios de Física, el método universal de la Ciencia:
el Método Científico Experimental. De nuevo aplicaremos los diferentes pasos
de este método en la solución de diferentes problemas que se nos plantearán,
referidos a la materia de estudio, teniendo en cuenta que de esta forma se
desarrollan una serie de habilidades generales en nuestros futuros ingenieros que
serán muy útiles en su vida profesional. El reconocimiento de un problema a
investigar, el planteamiento de determinadas hipótesis, el diseño de
experimentos para la comprobación de las hipótesis planteadas, la realización del
experimento, la obtención de conclusiones y el elaborar informes del trabajo
realizado, son algunos de las habilidades que deben utilizarse al abordar el
estudio de los diferentes fenómenos.
Es significativo el hecho de que aun cuando los fenómenos a estudiar tienen sus
propias características, que los diferencian de los fenómenos estudiados en los
laboratorios de Mecánica Trasnacional y Rotacional y en el de Ondas y Calor, el
método que aplicamos es el mismo: El Método Científico Experimental. Esto se
debe a que es un método universal característico del trabajo de cualquier científico.
Aun así las prácticas a realizar en este laboratorio tienen algunas particularidades
específicas:
 El manejo de determinados equipos e instrumentos propios de los
experimentos de electricidad y magnetismo, como el multímetro, el osciloscopio,
las fuentes de poder, importantes para la realización de cualquier medición en el
campo del electromagnetismo y por ello necesarios para cualquier ingeniero.
 Por otra parte los fenómenos electromagnéticos no son tan evidentes
como los fenómenos mecánicos o los fenómenos ondulatorios, se necesitan
mediciones más específicas para lograr comprender sus particularidades.

3. Es importante que el laboratorio dé la posibilidad a los alumnos de descubrir
las regularidades de los fenómenos, de investigar la esencia de los mismos, de
encontrar incluso aspectos que la teoría no explica del todo y que les abren la
posibilidad de encontrar nuevos conocimientos, de ser, en fin, un investigador de los
fenómenos electromagnéticos. Con esto se garantizará el éxito de la formación
integral de los futuros ingenieros.
MÉTODO CIENTÍFICO EXPERIMENTAL Y LA CARGA
ELÉCTRICA
Cualquier trabajo que implique cierta complejidad requiere de un método ordenado
de proceder para alcanzar un fin determinado.
En este marco si se trata de realizar un trabajo científico hace falta tener un método
y como estamos hablando de una ciencia experimental, la Física, nos referimos al
Método Científico Experimental, que aunque no es exclusivo de esta ciencia, por
cuanto es aplicable a todas las ciencias experimentales e incluso en la solución de
problemas de otras áreas del conocimiento humano, si tuvo su surgimiento en la
Física.
Lógicamente no existe un único método científico, pero si un conjunto de pasos que
más o menos son comunes a todas las variantes que pueden presentarse en cuanto
a tipo de investigación o rama de la ciencia.
Así proponemos, para su utilización en las prácticas de laboratorio, el siguiente
esquema del método científico experimental.
1. Formular el problema a investigar
2. Plantear una hipótesis de trabajo
3. Realizar el diseño del experimento para comprobar la hipótesis
planteada.
4. Desarrollo del experimento (observación, medición, etc.)
5. Elaboración y análisis de resultados
6. Obtención de conclusiones
7. Informe de lo realizado.

4. De esta forma el planteamiento del trabajo en el laboratorio de Física debe estar
dirigido a desarrollar en los estudiantes la capacidad de aplicar el Método Científico
Experimental, en una u otra variante, a situaciones experimentales concretas. El
desarrollo de habilidades como plantearse un problema, formular hipótesis, diseñar
experimentos para comprobarlas, desarrollar experimentos, analizar los resultados,
elaborarlos y formular conclusiones son habilidades que el futuro profesionista
necesita en cualquier rama de la ciencia o la técnica en que realice su trabajo y los
experimentos de Física presenta un escenario ideal para el desarrollo de estas
habilidades, que no se debe desperdiciar.
Mario Bunge, señala que el Método Científico es un rasgo característico de la
Ciencia; donde no hay método científico no hay ciencia. De la misma forma se
señala en la obra sobre Metodología del Conocimiento Científico que no hay ni
puede haber Ciencia sin método Científico y que ambos (ciencia y método
científico o pensamiento Científico y método científico) van unidos
indisolublemente.
De aquí se puede extraer la conclusión de que los cursos de Ciencia y en
particular de Física, deben utilizar cada posibilidad para mostrar a los estudiantes la
aplicación de los métodos de trabajo de la ciencia, no podemos decir que
tendrá una verdadera cultura científica. En ocasiones el estudiante sale de los
cursos de física con la idea de que esto no es más que una colección de fórmulas
que algún “gran genio” obtuvo, quién sabe cómo, y que a él en particular se las
brinda “otro genio”, en este caso el profesor. Por otra parte no parece que ese
conjunto de fórmulas tenga algo que ver con el mundo real que existe fuera de las
aulas, con los procesos productivos con la sociedad, con la contaminación del medio
ambiente, con las guerras. Este estudiante es el que a veces pregunta en las aulas
“¿y para qué sirve todo eso?”, mostrando con esa pregunta que nunca se le planteó
que el inicio del estudio que dio origen a esa fórmula muy probablemente estuvo
dado por un problema a resolver de una necesidad productiva, o social, y qué el
método que se empleó para resolver el problema fue el Método Científico. Esto es
esencial en cada curso de Física.
El método Científico no puede ser presentado como aquella “receta ideal”
siguiendo la cual se puede resolver cualquier problema, sino como un conjunto de
fases de una investigación, fundamentales en la experiencia y que en particular
deben ser elegidas de acuerdo al caso que se estudie y que el propio investigador
debe saber seleccionar.

5. Los métodos de impartición de las clases deben ser tales que permitan no solo que
se le explique al estudiante en qué consiste el Método Científico, sino que se vea en
la necesidad de aplicarlo para resolver situaciones que se le presenten. Es muy
importante sobre todo que la aplicación, por parte del estudiante de un método de
trabajo (en este caso el Método Científico), no sea porque el profesor se lo ordenó,
sino porque él vea que el método que se le sugiere puede en realidad serle útil
para resolver la situación que tiene ante sí, o sea se vea en la necesidad de
aplicarlo y note sus ventajas de trabajar de acuerdo a este método y no sin ninguna
estrategia. Aquí ya se ve que los métodos de impartición, que se utilicen en las
clases, tienen que ser modificados y permitir un trabajo más independiente a los
estudiantes.
En particular en las prácticas de laboratorio debe eliminarse la tendencia a
darle a los estudiantes una lista de instrucciones con todo lo que debe hacer en la
clase: “mida aquí, anote allá, calcule esto, llene esta tabla y utilice esta fórmula”, que
lamentablemente es muy utilizada en la mayoría de los centros de enseñanza
con relación a las prácticas de laboratorio. ¿De qué método Científico estamos
hablando? si la persona lo que está haciendo es seguir una “receta de cocina”
elaborada por el profesor. En estas prácticas de laboratorio se pone de manifiesto
que el profesor está orientando la actividad fundamentalmente al supuesto
desarrollo de la asimilación del contenido y de habilidades relacionadas con la
medición de magnitudes o el manejo de determinados equipos e instrumentos. Esto,
sin embargo, no es lo esencial ni es efectivo. El profesor debe reorientar su papel en
el aula: de “experto” con todas las soluciones a la mano, a facilitador con mayor
experiencia, pero dispuesto a discutirlas con todos y aceptar ideas contrarias.
BIBLIOGRAFÍA
1. J.L. López Cano, “Método e hipótesis científicos”, Ed. Trillas, Nov. 1990,
Pags 63-
105.H.G. Riveros, L. Rosas, “El Método científico aplicado a las
ciencias experimentales”, Ed. Trillas, Ag 1991, pags. 51-81.
2. F. Arana, “El Método experimental para participantes”, Ed Joaquín Mortiz,
En. 1990,
pags. 13-21.

6. En cada sesión de laboratorio se entregará un reporte de la
práctica realizada en la sesión anterior que deberá de
contener los siguientes aspectos.
REPORTE:
OBJETIVO
HIPÓTESIS
DESARROLLO
RESULTADO
CONCLUSIÓN
BIBLIOGRAFÍA
3 HOJAS A MANO (MÍNIMO

7. 7
PRÁCTICA N° 1
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
REGLAMENTO DE SEGURIDAD
Laboratorio de: Física 3 Electromagnetismo
Fecha de última actualización: Septiembre 2013
FUNCIONAMIENTO
1.- EL BECARIO (A) CORRESPONDIENTE A ESTA BRIGADA TOMARA ASISTENCIA DE LA
PRACTICA.
2.- EL MAESTRO INSTRUCTOR DARA UNA EXPLICACIÓN DEL TEMA A EXPERIMENTAR.
3.- LOS ALUMNOS POR BRIGADAS SACARAN DEL ALMACÉN EL MATERIAL Y/O EQUIPOS A
UTILIZAR.
4.- LOS ALUMNOS ARMARAN O CONECTARAN LOS EQUIPOS O DISPOSITIVOS A UTILIZAR.
5.- PARA EMPEZAR A REALIZAR LA PRACTICA EL MAESTRO DEBERÁ CHECAR LAS
CONEXIONES QUE SE REALIZARON.
6.- LOS ALUMNOS REALIZARAN EL EXPERIMENTO Y LAS MEDICIONES
NECESARIAS BAJO LA SUPERVISIÓN DE EL O LOS MAESTROS ASIGNADOS.
7.- AL TERMINO DE LA PRACTICA SE REALIZARA UNA DISCUSIÓN DEL TEMA
EXPERIMENTADO.
8.- LOS ALUMNOS ENTREGARAN EN EL ALMACÉN EL MATERIAL Y EL EQUIPO CHECADO
POR LOS BECARIOS.
SEGURIDAD Y
LIMPIEZA
REGLA RIESGO O SANCION
9.- NO ENTRAR AL LABORATORIO CON
ALIMENTOS NI BEBIDAS.
NO TOMAR LA PRÁCTICA
CORRESPONDIENTE.
10.- COMPORTARSE CON SERIEDAD
EN EL LABORATORIO.
11.- TRATAR EL EQUIPO CON
CUIDADO.
SE PUEDE DAÑAR EL EQUIPO
12.- NO CONECTAR NINGUN EQUIPO
SI NO SE CONOCE SU
FUNCIONAMIENTO.
SE PUEDE DAÑAR EL EQUIPO
13.- ASEGURARSE AL CONECTAR
CADA EQUIPO QUE EL VOLTAJE SEA
EL ADECUADO.
SE PUEDE DAÑAR EL EQUIPO
14.- NO TRABAJAR CON ENERGIA
ELECTRICA
BAJO CONDICIONES DE HUMEDAD.
PUEDE OCURRIR UN ACCIDENTE
15.- NO REALIZAR MEDICIONES SI NO
CONOCE LA METODOLOGIA PARA
REALIZARLAS.
SE PUEDE DAÑAR EL EQUIPO
16.- DAR EL USO ADECUADO AL
EQUIPO.
SE PUEDE DAÑAR EL EQUIPO
17.- UTILIZAR LOS MATERIALES, EL
EQUIPO Y LAS INSTALACIONES EN
FORMA ADECUADA.
SE PUEDE DAÑAR EL EQUIPO E
INSTALACIONES

8. LA CARGA ELÉCTRICA Y EL GENERADOR DE VAN DE GRAFF
OBJETIVO:
Obtener evidencias experimentales de efectos que muestran la existencia del
campo eléctrico y el campo magnético por separado.
EFECTO ELÉCTRICO:
INTRODUCCIÓN:
En algunos trabajos de investigación en el campo de la física moderna, se
ha vuelto necesaria la utilización de voltajes muy elevados, cuyos valores llegan
a ser millones de volts.
En altas tensiones se emplean para acelerar partículas atómicas eléctricas
(protones, electrones, etc.), haciendo que adquieran grandes velocidades. Tales
partículas se lanzan luego contra núcleos de diversos elementos, provocando
reacciones nucleares que son estudiadas por los físicos. Un dispositivo que
permite obtener voltajes muy elevados para emplearlos en los experimentos
mencionados es el generador de Van de Graff; el nombre de este aparato es en
honor al físico Estadounidense Robert Van de Graff, quien ideo y construyo el
generador electroestático de este tipo en 1930.
DESARROLLO:
Ponga a funcionar el generador y observe el fenómeno que se presenta en la esfera
de descarga, retire la esfera de descarga y deje que se vuelva a cargar el
generador, acerque el electroscopio al generador.
Este generador se basa en el siguiente principio; cuando un conductor hueco
recibe carga por el interior de este, se deposita dicha carga en el exterior no
importando el potencial a que este se encuentre, siempre aceptara la carga que por
el interior llegue; este aparato se muestra esquemáticamente en la siguiente figura.

9. Las partes principales de dicho
aparato son:
a) La banda o correa transmisora de cargas que pasa por dos rodillos, uno
de los cuales es accionado por un motor eléctrico que le imprime la rotación.
El segundo rodillo se encuentra en el interior de una esfera metálica
sostenida por un soporte aislante.
b) Terminales o Recogedores de carga: estas pueden ser simplemente
escobillas que tienen la función de recoger la carga de la banda y depositarla
en el interior del conductor hueco, estas pueden ser de cualquier material
conductor.
Como las cargas son transportadas continuamente por la banda, van acumulándose
en la esfera hasta alcanzar el valor, para romper la rigidez dieléctrica del aire. En los
generadores de Van de Graff utilizados en trabajos científicos, el diámetro de la
esfera es de varios metros y la altura del aparato alcanza en ocasiones hasta 15
metros. En estas condiciones es posible obtener voltajes de hasta 10 millones de
volts.
Concluya acerca del fenómeno que observo en las esferas cuando puso a
funcionar el generador.
¿Por qué se produce carga en el generador
¿A qué se debe el fenómeno de descarga en el generador
¿Qué es rigidez dieléctrica
Si varía el radio del generador, qué pueden decir acerca de:
a) Su potencial
b) Campo eléctrico
c) Carga eléctrica almacenada
Explique
¿Cree que este generador tenga alguna aplicación en la industria

10. PRACTICA Nº 2
EL MULTÍMETRO: GUÍA DE USO Y MEDICIONES BÁSICAS
(PRIMERA PARTE)
OBJETIVO:
Obtener el conocimiento necesario acerca del uso del multímetro para realizar la
medición de ciertas magnitudes eléctricas.
INTRODUCCIÓN:
Un multímetro es un instrumento de medición que ofrece la posibilidad de medir
distintas magnitudes eléctricas en un mismo aparato. Las más comunes son las de
voltímetro, amperímetro y ohmetro, aunque algunos incorporan funciones para
medir Frecuencia, Capacitancia, Inductancia, Temperatura, Prueba de transistores y
de diodos etc. Es utilizado frecuentemente por personal en toda la gama de
electrónica y electricidad.
Descripción del Multímetro Digital:
Las partes esenciales del multímetro digital son:
1. Pantalla: Aquí se despliega la información de las unidades de la magnitud
eléctrica que se está midiendo.
2. Perilla selectora: Esta perilla al girar se ubica en diferentes zonas que
generalmente están indicadas con el símbolo de las unidades de las
magnitudes a medir por ejemplo para seleccionar el Ohmetro se busca la
zona con el símbolo correspondiente a los Ohms (), para el Amperímetro (A)
y el Voltímetro (V).
3. Botón de encendido y apagado.
4. Terminales del multímetro: El cable negro siempre significa común o
tierra y se conecta a la terminal COM, el cable rojo se posiciona
dependiendo de la magnitud física que se está midiendo, en este caso
también se selecciona la terminal en base a el símbolo del unidad eléctrica,
para mediciones de corriente generalmente existen dos posiciones una
“fused” la cual trae protección de un fusible para medir corrientes pequeñas y
la “unfussed” para medir corrientes grandes, el seleccionar una u otra
depende del usuario y de la magnitud de corriente que desea medirse.
Para el caso de algunos multímetros digitales que no poseen escalas, existe un
botón llamado “RANGE” el cual permite movimiento del punto decimal así
incrementando la escala vía digital.
En la Figura 1.4 se muestra con mayor detalle la descripción de un multímetro
digital así como las zonas para realizar algunas otras mediciones.

11. Figura 1.4: Descripción del multímetro digital
En los multímetros la diferencia entre voltaje de corriente directa y corriente
alterna es agregando una línea recta, indicando el voltaje y corriente directa, y una
línea curva para el voltaje y corriente alterna.
Un óhmetro es un instrumento para medir la resistencia eléctrica. El diseño de un
óhmetro se compone de una pequeña batería para aplicar un voltaje a la
resistencia bajo medida,
para luego mediante un galvanómetro medir la corriente que circula a través de la
resistencia. El ohmetro se coloca en paralelo con la resistencia a medir, como se
muestra en la Figura1.2
Para medidas de alta precisión la disposición indicada anteriormente no es
apropiada, por cuanto que la lectura del medidor es la suma de la resistencia de
los cables de medida y la de la resistencia bajo prueba.
Para evitar este inconveniente, un óhmetro de precisión tiene cuatro
terminales, denominados contactos Kelvín. 2 terminales llevan la corriente constante
desde el medidor a la resistencia, mientras que los otros dos permiten la medida del
voltaje directamente entre terminales de la misma, con lo que la caída de tensión en
los conductores que aplican dicha corriente constante a la resistencia bajo prueba no
afecta a la exactitud de la medida.

12. Figura 1.2: Conexión del Ohmetro en un circuito eléctrico.
NOTA: Cuando no se conoce la magnitud del parámetro eléctrico a medir se
recomienda usar la escala más alta y de ahí descender a la escala adecuada
para la medición.
ACTIVIDAD (ohmetro):
1.- Se configurará el multímetro como ohmetro se colocaran los cables del
multímetro. Se anotaran los nombres de los integrantes del equipo y se tomara la
resistencia del resistor proporcionado, primero con el óhmetro y luego con el código
de colores. Haga una comparación y explique.

13. PRACTICA Nº 3
EL MULTÍMETRO: GUÍA DE USO Y MEDICIONES BÁSICAS
(SEGUNDA PARTE)
Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial
(Voltaje)
entre dos puntos de un circuito eléctrico cerrado pero a la vez abiertos en
los polos
Para efectuar la medida de la diferencia de potencial el voltímetro ha de
colocarse en paralelo, esto es, en derivación sobre los puntos entre los que
tratamos de efectuar la medida. Esto nos lleva a que el voltímetro debe poseer una
resistencia interna lo más alta posible, a fin de que no produzca un consumo
apreciable, lo que daría lugar a una medida errónea de la tensión, algunos
voltímetros, añaden un amplificador para proporcionar mayor impedancia de entrada
(del orden de los 20 megaohmios) y mayor sensibilidad. Algunos modelos ofrecen
medida de "verdadero valor eficaz" para corrientes alternas. Los que no miden el
verdadero valor eficaz es por que miden el valor de pico a pico, y suponiendo que
se trata de una señal sinusoidal perfecta, calculan el valor eficaz por medio de la
siguiente fórmula:
En la Figura 1.1 se puede observar la conexión de un voltímetro (V) entre los puntos
de a y b
de un circuito, entre los que queremos medir su diferencia de
potencial.
Figura 1.1: Conexión del Voltímetro en un circuito eléctrico.

14. ACTIVIDAD (Voltímetro):
1.- Se configurará el multímetro como Voltímetro y se tomará la
medición del voltaje de corriente directa de las pilas AA y 9V,
verificando que sea el voltaje y que sucede si se invierte la conexión
de los cables.
2.-A continuación se tomara el voltaje de corriente alterna de un
tomacorriente del aula.
3.- Con una fuente de voltaje del laboratorio, se procederá a
revisar que efectivamente la fuente entregue el voltaje marcado en
el display conectando el Voltímetro en las terminales de salida de la
fuente. Anote sus conclusiones.
Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente
que está circulando por un circuito eléctrico. Los amperímetros, en esencia, están
constituidos por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en amperios.
Para efectuar la medida de la intensidad de la corriente circulante el amperímetro ha
de colocarse en serie, para que sea atravesado por dicha corriente. Esto nos lleva a
que el amperímetro debe poseer una resistencia interna lo más pequeña posible, a
fin de que no produzca una caída de tensión apreciable.
Figura 1.3: Conexión del Amperímetro en un circuito eléctrico.
ACTIVIDAD (Amperímetro):
1.- Se procederá a colocar un pequeño motor de corriente directa y
el multímetro para observar cual es el consumo de corriente para un
motor.
2.- Se procederá a colocar un pequeño motor de corriente alterna y el
amperímetro de gancho para observar cual es el consumo de
corriente para un motor.

15. PRÁCTICA # 4
ESTUDIO DE LAS CARACTERÍSTICAS RESISTIVAS DE CONDUCTORES
OBJETIVO:
Obtener una expresión matemática que permita calcular el valor de la resistencia
eléctrica de un elemento conductor, en función de sus características.
INTRODUCCIÓN:
En el diseño de cualquier instalación o circuito eléctrico tiene gran importancia
conocer los valores de las propiedades eléctricas de los materiales y dispositivos
que se utilizan. Entre estas propiedades una de las más importantes es la
resistencia eléctrica. Como se conoce la resistencia es la oposición que presenta
el material al paso de la corriente eléctrica y depende de varios factores.
Los materiales se diferencian unos de otros por su capacidad de conducir la
corriente eléctrica con mayor o menor resistencia. La magnitud que permite
caracterizar un material desde este punto de vista es la resistividad ρ, que se
define como el valor de la resistencia de un pedazo de material de 1 m de largo con
un área de una sección transversal igual a la unidad. Diferentes materiales tienen
valores de resistividad diferentes. Así por ejemplo el cobre tiene un valor bajo de
resistividad igual a 1.7x10-8
Ω m mientras que el aluminio tiene un valor algo mayor
igual a 2.7x10-8
Ω m.
Imaginemos que queremos diseñar la bobina de un motor eléctrico y deseamos
calcular el calor que se genera en el mismo debido al paso de la corriente. Para
ello necesitamos el valor de la resistencia eléctrica de la bobina y debemos
calcularla.
Si deseamos diseñar un dispositivo que genere calor, como un horno o una plancha
eléctrica, evidentemente el valor de la resistencia del conductor que se utilice debe
ser grande. Pero si se desea otro tipo de dispositivo, como un motor o un
transformador, el valor de la resistencia debe ser mínimo para disminuir las
pérdidas en el mismo. Por ello es importante conocer de qué características
depende el valor de la resistencia, de un conductor determinado.
DESARROLLO:
Problema a resolver: A Ud. como ingeniero de una industria le han dado la
tarea de diseñar una resistencia eléctrica en forma de bobina para un horno.
La longitud total del alambre utilizado en la bobina será de 20 m y el diámetro
del mismo es de 0.5 mm. Conocido que el material del alambre es NICROMO,
necesita poder calcular el valor de la resistencia de esa bobina.

16. ¿Qué ocurrirá con la resistencia de la bobina diseñada si la longitud del
alambre fuera mayor? ¿Qué ocurrirá con la resistencia si el diámetro del mismo
disminuye? ¿Cómo variará la resistencia al calentarse el alambre?
Junto a su equipo de trabajo confeccione una lista de características del alambre
que influyen en su resistencia. Recuerde que, evidentemente, la característica del
material (resistividad) utilizado, debe estar presente en la fórmula.
A partir del problema planteado a su equipo aplicando el Método Científico
Experimental, formule hipótesis de cómo, mediante qué procedimiento
(incluyendo la fórmula) puede calcular la resistencia del alambre para la bobina.
Recuerde que la fórmula propuesta debe ser fundamentada con el experimento
para probar su validez. Muestre a su profesor la fórmula que se propone para
calcular la resistencia.
Observe la instalación experimental que se posee y proponga las mediciones
que en la misma puede realizar para justificar el uso de la fórmula propuesta.
Para esto le sugerimos identificar las variables que tiene la fórmula que propuso y
cómo puede medirlas en la instalación que posee.
Planifique el experimento que realizará para comprobar la validez de la hipótesis
propuesta por su equipo de trabajo. Recuerde planificar las mediciones que realizará
y la forma en que se elaborarán los datos para demostrar la hipótesis formulada.
Realice las mediciones cuidando que la exactitud sea lo mejor posible. Elabore los
datos para su presentación en forma de tablas o gráficos, de donde pueda
demostrar la validez de la fórmula propuesta para el cálculo de la resistencia del
alambre de la bobina. Si ha incluido dependencias lineales entre las variables,
sugerimos el uso de gráficos y la aplicación del Método de mínimos cuadrados. Si
la dependencia no es lineal sugerimos aplicar algún cambio de variable para
hacerla lineal y así posibilitar el uso del mismo procedimiento.
Una vez que haya conseguido demostrar que la fórmula es correcta proceda a
realizar el cálculo de la resistencia del alambre de la bobina del problema a resolver.
Si la fórmula que propuso no resulta válida analice las posibles causas de esto e
intente modificarla para que le permita realizar el cálculo.
CONCLUSIONES:
Concluya acerca del cumplimiento de la hipótesis formulada al inicio de la práctica.
En caso de no-cumplimiento de la hipótesis justifique por qué no se cumplió. ¿La
fórmula propuesta permite calcular la resistencia de cualquier conductor?
¿Cómo variará la resistencia del alambre de la bobina si el largo aumenta?
Cuando se fue al almacén a adquirir el material para la bobina resultó que
no había existencia del material de 0.5 mm de diámetro sino que el alambre
existente era de 0.7 mm de diámetro. ¿Variará la resistencia del alambre en este
caso? ¿Aumentará o disminuirá? ¿Por qué? Explique. Cuando el horno está en
operación la temperatura del alambre aumenta. ¿Depende la resistencia del
alambre de la temperatura? ¿Aumentará o disminuirá?-Explique.

17. PRACTICA # 5
EL OSCILOSCOPIO
OBJETIVO:
El estudiante será capaz de usar el osciloscopio para la medición de magnitudes
asociadas a fenómenos electromagnéticos.
INTRODUCCIÓN:
En muchas ocasiones prácticas tenemos la necesidad de medir magnitudes
características de fenómenos electromagnéticos que son variables en el tiempo. Tal
es el caso, por ejemplo, de la intensidad de corriente o el voltaje de alimentación de
los equipos eléctricos de nuestro hogar.
Imaginemos que en un circuito determinado el voltaje aplicado a uno de sus
elementos varíe muy rápido en el tiempo. Si utilizamos un multímetro para medir ese
voltaje probablemente la medición no sea confiable, pues las variaciones muy
rápidas del voltaje pueden afectar la exactitud del multímetro en la medición. Por
otra parte puede que necesitemos conocer cómo varía en el tiempo el voltaje dado:
¿aumenta siempre o disminuye al pasar el tiempo?, o puede ser que tenga una
variación periódica, como una función seno o coseno, muy típica de voltajes
alternos. En este caso necesitamos visualizar el voltaje en cuestión en función del
tiempo, o sea graficarlo.
El instrumento más utilizado para realizar mediciones como las mencionadas es el
osciloscopio. En esta actividad de laboratorio trabajaremos con el
osciloscopio y asimilaremos las técnicas fundamentales para su manejo.
DESARROLLO:
Un osciloscopio consiste en un tubo al vacío por donde se mueve un haz de
electrones acelerados a alta velocidad hasta que chocan con la pantalla y con ello
provocan un destello de luz. Este haz de electrones puede ser desplazado a
derecha o izquierda, hacia arriba o hacia abajo, utilizando para ellos unas láminas
entre las cuales se aplica una diferencia de potencial (recordemos que el campo
eléctrico actúa con una fuerza sobre las partículas cargadas). En mucho el
osciloscopio es parecido a un televisor solo que en el osciloscopio no se forma una
imagen sino solamente un punto o una línea que representa la señal que se desea
medir. Se puede, al igual que en el televisor, enfocar esta línea o punto, o variar
su iluminación utilizando los controles adecuados del panel del osciloscopio.

18. Voltaje
Generalmente el desplazamiento del haz en la vertical está relacionado con la
señal de voltaje que se desea medir, mientras que el desplazamiento en la
horizontal está relacionado con el tiempo. Puede observar en el panel del
osciloscopio donde deben estar situados unos controles que tengan una marca del
tipo: Volt/div. Estos controles están destinados a indicar cuál es el valor de
voltaje que corresponde a cada una de las divisiones de la escala vertical de la
pantalla del osciloscopio (las divisiones de la escala son los cuadros de
aproximadamente 1 cm de lado). Así si se coloca el control en la marca 1
Volt/div esto nos indica que cada cuadro vertical corresponde a 1 Volt de la señal.
Si la señal ocupa 3 divisiones por lo tanto tendrá 3 Volt (3 div x 1 Volt/div = 3 Volt).
De esta forma puede fácilmente medir los voltajes correspondientes a la señal.
Por otro lado hay controles que indican cual es el valor del tiempo
correspondiente a la escala horizontal. Como se dijo el eje horizontal generalmente
está relacionada con el tiempo por lo que este control tiene una marca del tipo:
TIME/div (tiempo por división). En este control se muestran varios valores del
tiempo generalmente se da en milisegundos (ms) o en segundos (s). Así si este
control está en la marca 2 ms/div indica que cada división de la escala horizontal
corresponde a un tiempo de 2 ms (milisegundos) y si la distancia en la pantalla
entre los dos puntos que se desea medir el tiempo, es de 3 divisiones el tiempo será
de 6 ms (3 div x 2 ms/div = 6 ms). Esta es la forma en que se puede determinar el
tiempo entre dos momentos cualesquiera de una señal eléctrica.
Por ejemplo supongamos que esta es la pantalla del osciloscopio, mostrando una
señal de voltaje, y que los controles están en las posiciones: 2 V/div y 5 ms/div,
¿Cuál es el valor de la diferencia del voltaje entre el valor máximo y el mínimo de
esta señal? Observando la imagen podemos ver que entre el valor máximo y el
mínimo hay 4 divisiones (cuadros) de la escala vertical y conociendo que cada
división vale 2 Volt (debido a que el control está colocado en 2 Volt/div) entonces
la diferencia entre estos valores será de 8 Volt. ¿Qué tiempo demora la señal en
tomar su máximo valor? Vemos que la señal desde el instante inicial hasta el
momento en que alcanza el máximo valor ocupa algo menos que una división, en la
escala horizontal, y como el control está colocado en 5 ms/div a una división entera
Tiempo

19. le corresponde un tiempo de 5 ms (milisegundos) o sea que el tiempo
será de aproximadamente 4 ms.
Por supuesto que estos controles pueden variarse de forma que la señal estudiada
se vea lo mejor posible y que sea lo más fácil de medir.
En algunos osciloscopios existe la posibilidad de observar dos señales a la vez, por
lo cual tiene dos canales de entrada de la señal, marcados con CH 1 y CH 2. De
acuerdo al canal por el cual se introduce la señal así serán los controles que se
deben utilizar. Esto puede resultar útil para comparar dos señales.
Existen otros controles importantes en el panel del osciloscopio que permite realizar
otras operaciones, pero digamos que los mencionados aquí son los fundamentales.
Ahora puede pasar a la parte práctica del trabajo. Primero analice las conexiones del
osciloscopio así como identifique los controles que necesitará para realizar las
mediciones indicadas.
Las tareas que debe cumplir junto a su equipo de trabajo
consisten en:
1) Medir varios valores de voltaje de la señal mostrada en su
osciloscopio.
2) Medir varios valores de tiempo de la señal mostrada en su
osciloscopio.
Realice las mediciones utilizando varias escalas de tiempo y de voltaje, para lo
cual debe variar los controles correspondientes. Utilice los controles de intensidad
de la iluminación de la señal y el de enfoque.
La señal que se mostrará será obtenida de un generador de señales que tiene la
posibilidad de dar señales de varios tipos (cuadrada, senoidal, etc.). Observe cada
una de las señales en la pantalla de su osciloscopio y mida sus parámetros, de
forma que pueda realizar una gráfica en papel milimétrico de la señal, colocando en
los ejes los valores correctos de estos parámetros.
CONCLUSIONES:
Realice un gráfico en papel milimétrico donde muestre la variación en el
tiempo de las señales observadas en el osciloscopio. Coloque los valores que
midió de cada señal en unidades de voltaje o de tiempo según corresponda. Haga
un gráfico de cada tipo de señal observada (cuadrada, senoidal, etc.).
Este ejercicio de laboratorio está orientado a que se domine el manejo del
osciloscopio en sus operaciones fundamentales. Existen otras técnicas de medición,
más complejas que también utilizan el osciloscopio para su realización.

20. Compruebe que antes de retirarse del laboratorio es capaz de realizar las
mediciones indicadas, pues a partir de la próxima práctica tendrá Ud. que utilizar el
osciloscopio para mediciones de este tipo. En caso de alguna duda consulte a su
profesor.
FUENTE DE PODER (opcional)
En electrónica, una fuente de alimentación o fuente de poder es un circuito que
convierte la tensión alterna de la red industrial en una tensión prácticamente
continua; una fuente de poder consta de varias etapas en la cuales intervienen
algunos dispositivos electrónicos que son:
 Transformadores: Se utilizan para disminuir o elevar voltajes de corriente
alterna.
 Rectificadores: Están formados por diodos y se utilizan en el
proceso de transformación de una señal de corriente alterna a corriente
continua, permitiendo el paso o no de los semiciclos de ondas de corriente
alterna.
 Filtros (capacitores) pueden ser de varios tipos y se utilizan para
eliminar los componentes de C.A. no deseados.
 Reguladores: Son un grupo de elementos o elemento electrónico para
asegurar que el voltaje de salida sea un valor constante.
Fig. 4: Etapas de una fuente de poder.

21. Fig. 5: Diagrama esquemático de una fuente de poder con una salida de 5v.
CONCLUSIONES: Utilizando el osciloscopio, encontrar las diferentes señales para
cada una de las etapas de una fuente de poder, además de explicar lo que ocurre
en cada una de ellas.
Compruebe que antes de retirarse del laboratorio es capaz de realizar las
mediciones indicadas, pues a partir de la próxima práctica tendrá Ud. que utilizar
el osciloscopio para mediciones de este tipo. En caso de alguna duda consulte a
su profesor.

22. PRÁCTICA # 6
CONEXIONES SERIE Y PARALELO DE RESISTENCIAS
OBJETIVO:
Calcular el valor de una sola resistencia que equivale a varias resistencias
conectadas en serie y en paralelo.
Resistencia serie: cuando un grupo de resistencias se conecta en serie, la
resistencia total o equivalente es igual a la suma de los valores de cada una de las
resistencias; esta se representa mediante la siguiente ecuación RT= R1 + R2 +
R3 +…….+Rn
Resistencia paralelo: cuando dos o más resistencias se conectan en paralelo
entre dos terminales A y B, la resistencia total o equivalente es siempre menor que
la resistencia de valor más bajo; esta se representa mediante la ecuación
Casos:
2 resistencias diferentes
3 o más resistencias
Resistencias iguales

23. PROCEDIMIENTO:
Arme los circuitos en el tablero de conexiones y realizar las mediciones
correspondientes de resistencias
 CONEXIÓN SERIE
R1=
R2=
R3=
R4=
R5=
RA-B = RT = ___
  CONEXIÓN PARALELO
R1R2 R1=R2
R1=____________ R1=____________
R2=____________ R2=____________
RA-B =____________ RA-B =____________

24. Colocar un puente en terminales A-B y comprobar que la RA-B=0
R1≠R2≠ R3
R1=________________
R2=________________
R3=________________
RA-B=_______________
REPORTE:
Comprobar en cada una de las conexiones de manera teórica las fórmulas
*SERIE
RT = R1 + R2 + R3 + R4 + R5 = = _________
*PARALELO
= =
= =
= =

25. 25
PRÁCTICA # 7
LEYES DE KIRCHHOFF
OBJETIVO:
Calcular las intensidades de corriente y las diferencias de potencial, para un circuito
de corriente directa con dos f.e.m. utilizando las leyes de Kirchhoff, y compararlo con
los valores medidos experimentalmente.
INTRODUCCIÓN:
Para el diseño o análisis de cualquier circuito es importante conocer los valores de
las variables del mismo, como son las intensidades de corriente en las diferentes
ramas y las diferencias de potencial en los diferentes elementos circuitales.
En circuitos simples de una sola fuente de f.e.m. es posible calcular estas variables
utilizando la Ley de Ohm y reduciendo resistores en serie y paralelo a sus valores
equivalentes. Sin embargo si el circuito tiene más de una fuente de f.e.m.
conectadas en diferentes ramas, la aplicación de ese método no es posible. Por ello
en el cálculo de este tipo de circuitos se utilizan las Leyes de Kirchhoff.
En muchos casos es necesario diseñar un circuito que permita que un determinado
elemento (un motor, un foco u otro) esté sometido a determinada diferencia de
potencial. Se sabe que si la diferencia de potencial es muy grande comparada
con aquella para la cual está calculado el elemento puede ocurrir su rotura, por lo
tanto es necesario un cálculo cuidadoso y exacto.
Las Leyes de Kirchhoff son una forma de expresar dos leyes de conservación muy
importantes: La Ley de Conservación de la carga eléctrica y la Ley de Conservación
de la energía.
DESARROLLO:
Junto a su equipo de trabajo recibirá de su profesor un esquema de un circuito
con los elementos del mismo (resistores y fuentes de f.e.m.) y sus valores.
Trabajando en colectivo con su equipo deben calcular las intensidades de corriente
que circulan por cada rama del circuito y las diferencias de potencial a la que están
sometidos cada uno de los elementos del circuito. Para el cálculo deberán
emplear las Leyes de Kirchhoff.
Cada uno de los valores calculados por su equipo constituye las hipótesis que
formulan acerca de los valores de intensidades de corriente y diferencias de
potencial, en este caso obtenidas a partir de la aplicación de un modelo teórico de
las Leyes de Kirchhoff.

26. 26
Una vez que hayan realizado el cálculo completo, muéstrelo a su profesor y
entonces pasarán a la siguiente etapa del Método Científico Experimental, o sea a
la comprobación de la hipótesis mediante el experimento.
Para realizar el experimento en un circuito real deberán montar las partes que lo
integran en un tablero, para lo cual debe reunir los elementos que necesita
(resistores y fuentes) de acuerdo a los valores que tiene en el esquema que recibió
al inicio de la práctica. Tenga mucho cuidado con los valores de los resistores pues
un error en los mismos puede provocar el mal funcionamiento del circuito.
Primero monte el circuito de acuerdo al esquema. Manteniendo las fuentes de f.e.m.
apagadas. Luego revise cuidadosamente el montaje comparando con el esquema, a
ver si no se realizó algún cambio involuntario de la posición de algún elemento
circuital o de su valor.
Una vez comprobado el montaje del circuito y todos sus elementos, proceda a
encender las fuentes de f.e.m. y a realizar las mediciones de las intensidades de
corriente en cada rama del circuito (recuerde de qué forma debe conectar el
multímetro para realizar estas mediciones). Asimismo mida las diferencias de
potencial a la que está sometido cada elemento del circuito (recuerde de qué forma
debe conectar el multímetro para realizar estas mediciones). En total deben ser
medidas todas las variables que fueron calculadas aplicando las Leyes de Kirchhoff,
en el circuito dado.
Una vez realizadas todas las mediciones necesarias, proceda a comparar los
valores medidos experimentalmente con los valores teóricos calculados
anteriormente. En la comparación tenga en cuenta los errores cometidos en las
mediciones experimentales y las suposiciones del modelo teórico de las Leyes de
Kirchhoff.
CONCLUSIONES:
Concluya acerca de la comparación de los valores medidos y los calculados. ¿Se
cumplieron las hipótesis formuladas acerca de los valores de las intensidades de
corriente? ¿Se cumplieron para los valores de las diferencias de potencial? ¿Cuáles
estuvieron más cerca?
¿Cree usted que las Leyes de Kirchhoff son adecuadas para el cálculo de los
parámetros circuitales de corriente directa?
¿Qué importancia práctica le otorga usted a las Leyes de Kirchhoff? Proponga un
ejemplo donde sea necesaria la aplicación de estas leyes.

27. 27
En el circuito que se muestra en la figura. Las corrientes en el circuito que se
muestra en la figura. Las corrientes I1 , I2 e I3 en Amperes, son las soluciones del
sistema de ecuaciones lineales. ( E₁ y E₂ voltajes en Volts y R₁ R₂ y R₃)
Ley de Nodos.
Nodo a
1
Ley de Mallas.
2
3
Despejando I₁ de la ecuación 1 y sustituyendo en la ecuación 2.
1
2 ( )
2
2 ( )
Efectuando suma y resta con las ecuaciones 2 y 3
2 ( )
3

28. 28
Multiplicando la ecuación 2 por R₃ y la ecuación 3 por R₁ obtenemos:
2 ( )
3
2 ( )
3
4 ( )
Despejando de la ecuación 4
=( )
Sustituyendo este valor de en la ecuación 2 o 3 se obtiene o
2 =
Sustituyendo en la ecuación 1 se obtiene

29. 29
PRÁCTICA # 8
LEY DE AMPERE
OBJETIVO:
Establecer experimentalmente las características cualitativas del campo magnético
asociado a un conductor que transporta una corriente eléctrica y su relación con los
diversos factores de los que depende.
INTRODUCCIÓN:
Una carga eléctrica en movimiento crea, en el espacio que lo rodea, un campo
magnético. En la práctica, las cargas móviles que crean un campo magnético son,
generalmente, las que constituyen la corriente de un conductor.
Las primeras observaciones registradas sobre campos magnéticos creados por
corrientes fueron las de Oersted, quien descubrió que una aguja imantada que puede
girar alrededor de un eje, y está próxima a un hilo conductor por el cual circula una
corriente, tiende a colocarse con su eje longitudinal perpendicular al conductor.
Experiencias posteriores realizadas por Biot y Savart, y por Ampere, condujeron a
una relación que permite calcular el campo magnético en cualquier punto del espacio
que rodea a un conductor por el cual pasa una corriente.
En la actualidad, la relación cuantitativa entre la corriente i y el campo magnético B se
presenta de la siguiente forma:
que se conoce con el nombre de Ley de Ampere.
DESARROLLO:
Suponga que un grupo de estudiantes está realizando la calibración de un sensor de
campo magnético en un lugar en donde se encuentran unas torres de alta tensión.
Uno de ellos plantea que por estar cerca de una línea de transmisión de alta tensión
la calibración no se puede realizar en ese lugar, pues será afectada por el campo
magnético de la línea. Otro plantea que eso no tiene importancia y que la calibración
será correcta. ¿Qué cree usted?
¿Qué estudiante tiene la razón?
Junto con los integrantes de la mesa confeccione una lista de todos los factores, que
usted cree, influyen en la magnitud del campo magnético creado por una corriente
eléctrica, que fluye a través de un conductor.

30. 30
En forma de hipótesis describa como es la relación matemática que existe entre el
campo magnético y los factores arriba mencionados.
Una vez realizado las dos actividades anteriores, muéstrele a su profesor ambos
listados y una vez aprobados estos pasará, utilizando el Método Científico
Experimental, a comprobar mediante la práctica dicha hipótesis.
Para realizar la práctica deberá contar con el equipo necesario; por lo que debe hacer
un listado del material a utilizar y revisar si éste se encuentra disponible en el
almacén y pedirlo.
Considere que un detector de campo magnético será afectado por el campo que se
presenta en un conductor y también por el campo que produce la tierra.Una vez
realizada toda la práctica concluya acerca del cumplimiento de las hipótesis
formuladas, compare las características del campo magnético observadas
experimentalmente con las que usted propuso al inicio de la práctica.
CONCLUSIONES:
Redacte todo el procedimiento seguido y la conclusión a la que llegó junto con los
integrantes de la mesa de trabajo:
¿Todo lo que se consideró se comprobó?
¿Algo no fue considerado?
¿Se logró realizar la práctica experimental? ¿Por qué?, explique.
¿Cómo están los resultados con respecto a la Ley de Ampere?
¿Qué importancia práctica le otorga a la Ley de Ampere?
Ponga un ejemplo en donde sea necesario tomar en cuenta esta Ley.

31. 31
PRACTICA #9
LEY DE FARADAY
(TRANSFORMADORES)
OBJETIVO:
Establecer experimentalmente las características cualitativas de la inducción
electromagnética y su relación con los diversos factores de los que depende.
I INTRODUCCIÓN:
La ley de Faraday de la inducción establece que siempre que se produce un cambio
de flujo de campo magnético a través de un elemento conductor, se inducirá entre
las terminales de este una fuerza electromotriz, la cual será proporcional a la rapidez
con la que cambie el flujo magnético.
La ley de Lenz se encuentra implícita en el signo negativo de la ecuación que
representa la ley de Faraday y establece que la fuerza electromotriz inducida se
presenta con un sentido tal que se oponga al cambio que la produce, generándose
una corriente cuyo campo magnético se opondrá al cambio de flujo magnético, con
un sentido en contra si éste está aumentando o a favor si está disminuyendo.
La ecuación que representa lo anterior es:
Los transformadores son máquinas eléctricas muy importantes en el sistema electro
energético de cualquier país. Debe tenerse en cuenta que generalmente para la
transmisión de la energía eléctrica a grandes distancias se utilizan altos voltajes con
el fin de disminuir las pérdidas que se producen en los cables, por lo que se utilizan
transformadores para elevar el voltaje a la salida de los generadores hasta valores
de 110 000 V o más. Luego cuando la energía eléctrica es utilizada en nuestros
hogares o en las industrias se disminuye el voltaje hasta valores de 110 V, para
evitar accidentes, por lo cual de nuevo se utilizan transformadores.
N S

32. 32
DESARROLLO:
El transformador está compuesto de dos enrollados, uno primario y el otro
secundario, unidos por un núcleo de hierro, que es el encargado de conducir el flujo
magnético del primario al secundario. En dependencia del número de vueltas de
cada uno de estos enrollados y la relación entre estos números de vueltas, así será
la relación entre los voltajes del primario y del secundario.
El problema que se le plantea a su equipo de trabajo es el
siguiente:
Suponga que se posee una fuente de voltaje alterno de 12 V pero para
alimentar un determinado circuito se necesita otro valor de voltaje, diferente
(este valor de voltaje que debe obtener se lo dará su profesor en el
laboratorio). Debe calcular, a partir del número de vueltas que tiene su
enrollado primario, qué número de vueltas deberá tener el enrollado
secundario para obtener el valor de voltaje deseado a la salida.
Pida a su profesor el voltaje que debe obtener en el enrollado secundario. A partir
de este valor de voltaje, del valor del voltaje en el primario (12 V) y del número de
vueltas en el primario, debe calcular el número de vueltas que necesitará en el
enrollado secundario para obtener el voltaje deseado. Realice el cálculo utilizando
las expresiones obtenidas a partir de la aplicación de la Ley de Faraday - Lenz.
Enrrollado
Primario
Enrrollado
Primario
Núcleo

33. 33
Una vez determinado este número de vueltas, que será su hipótesis de trabajo,
solicite a su profesor se le entregue un enrollado con ese número de vueltas. En
caso de no existir en el laboratorio un enrollado con igual número de vueltas vea
cuál es el más cercano y calcule en ese caso cuál será el voltaje en el secundario.
Para verificar si su hipótesis es correcta, se necesita realizar el experimento
correspondiente, para lo cual monte la instalación experimental, procediendo a
instalar los dos enrollados en el núcleo y ajustando el montaje del mismo. Determine
las mediciones que realizará para comprobar la hipótesis formulada por su equipo de
trabajo.
Realice las mediciones que planificó comprobando la exactitud de las
mismas.
Elabore las mediciones comprobando el cumplimiento de la hipótesis
planteada por su equipo. En caso de no-cumplimiento de la hipótesis explique las
posibles causas de las diferencias encontradas.
¿Cuál es la importancia del núcleo del transformador?
Repita las mediciones que realizó, pero en este caso proceda a quitar la parte
superior del núcleo del transformador. ¿Se observan cambios en comparación con
las mediciones anteriores? Explique las causas de los cambios que pueden haber
ocurrido. De acuerdo con esto justifique el uso de los núcleos de hierro en los
transformadores.
Observe la señal que se obtiene en el secundario en el osciloscopio. Pídale al
profesor que le indique el manejo básico del osciloscopio. ¿Qué forma tiene la
señal? ¿Es constante o variable? ¿A qué función matemática se le parece? Trate de
medir la amplitud de la señal observada y el período de la misma (el período de la
señal es el tiempo entre dos puntos (más próximos) con el mismo valor de voltaje).
¿Puede determinar la frecuencia de la señal?

34. 34
Si se hace una medición similar a ésta en la señal del primario del
transformador, ¿la amplitud de la señal será la misma que en el secundario?
Formule una hipótesis al respecto.
¿Cómo es el período de la señal en el primario?, ¿será igual o diferente al
período de la señal en el secundario? Formule una hipótesis al respecto. Realice
estas mediciones de la señal en el primario del transformador. Concluya acerca del
cumplimiento de las hipótesis formuladas y las causas de las diferencias si las hubo.
¿Qué ocurrirá si la señal que se aplica al primario del transformador fuera
constante, o sea de corriente directa?
Formule una hipótesis acerca del comportamiento del transformador para una señal
de corriente directa en el primario. ¿Qué valor tendrá la señal en el secundario?
Proceda a realizar el experimento solicitando al profesor una fuente de corriente
directa y mida la señal en el secundario. Explique si su hipótesis se cumplió o no y
las causas de las diferencias si las hubo.
CONCLUSIONES:
Concluya acerca del funcionamiento del transformador, la importancia de cada una
de sus partes (enrollados y núcleo) y del tipo de señal que se obtiene en el
secundario del mismo.
¿Qué características de la señal son transformadas en el
transformador?
Concluya acerca de la importancia del núcleo del transformador. ¿Podría el núcleo
fabricarse de plástico? Explique.
¿Pueden utilizar los transformadores para señales de corriente directa?
Explique.

35. 35
PRACTICA #10
CIRCUITOS VARIABLES EN EL TIEMPO Y ONDAS
ELECTROMAGNÉTICAS PRIMERA PARTE
ESTUDIO DEL CIRCUITO RC
OBJETIVO:
Determinar experimentalmente la variación de la corriente y la carga eléctrica en el
proceso de carga y descarga de un capacitor.
INTRODUCCIÓN:
Hasta ahora se han estudiado circuitos sencillos en los cuales solamente estaban
presentes elementos resistores. Estos circuitos tenían la característica que la
corriente se establece inmediatamente en el momento en que se conecta la fuente
de f.e.m. o sea no presentan corrientes de valor variable en el tiempo.
En esta práctica de laboratorio estudiaremos un circuito compuesto de un resistor y
un capacitor conectados en serie. Este circuito tiene la característica de que los
valores de la intensidad de la corriente, de la diferencia de potencial en el capacitor
y en el resistor, son variables en el tiempo.
Existen muchas aplicaciones prácticas de este tipo de circuitos. Por ejemplo en los
marcapasos que se implantan para asegurar el funcionamiento del corazón se utiliza
un circuito RC. Asimismo se utiliza el mismo circuito para el funcionamiento del flash
de las cámaras fotográficas. También se utilizan circuitos RC en iluminación,
cuando se requiere que la intensidad de la luz dada por los focos varía poco a poco
en el tiempo.

36. 36
DESARROLLO:
Supongamos se tiene un circuito como el mostrado en el
esquema:
El mismo está compuesto del resistor R, el capacitor C, la fuente de f. e. m. y el
interruptor S, conectados en serie. Si en determinado momento se cierra el
interruptor S comenzará el proceso de carga del capacitor.
Las preguntas que podemos formular son las siguientes:
¿Cómo varía, en el tiempo, el valor de la intensidad de la corriente en el
circuito?
¿Cómo varía la diferencia de potencial en el capacitor?, ¿será posible que en
algún momento de tiempo, luego de cerrado el interruptor S, la intensidad de
la corriente en el circuito sea cero?
Aplicando el Método Científico Experimental, discuta con sus compañeros de equipo
de trabajo y formule hipótesis acerca de las preguntas formuladas.
Una vez formuladas las hipótesis correspondientes diseñe el experimento necesario
para la comprobación de las mismas. Planifique las mediciones que debe realizar y
qué instrumentos necesita para realizar las mismas. Piense cuáles serán las
variables a medir y en qué forma lo va a hacer.
Presente a su profesor las hipótesis que formuló y el diseño del experimento que Ud.
elaboró. Una vez que el profesor haya aprobado la realización del experimento en la
forma que lo diseñó Ud. y su equipo, proceda a realizar las mediciones
correspondientes.
Elabore los resultados de sus mediciones de forma que demuestre el cumplimiento
de las hipótesis formuladas al inicio del trabajo. Debido a que las hipótesis están
formuladas como varían las variables en función del tiempo es conveniente realizar
algún gráfico a partir de los datos.
S
R
C
f.e.m

37. 37
El proceso que se ha estudiado hasta ahora consiste en la carga del capacitor. Para
descargar el capacitor debe utilizarse un circuito donde no haya fuente de f.e.m.
Dibuje el esquema del circuito de descarga del capacitor.
¿Cómo cree Ud. serán las variaciones de la intensidad de la corriente y de la
diferencia de potencial en el capacitor en un circuito de este tipo?
Formule hipótesis sobre estos aspectos.
El parámetro que se utiliza para caracterizar las variaciones en el tiempo de las
magnitudes del circuito RC es la constante de tiempo, que se halla por el producto
del valor de la resistencia del capacitor (en Ohms) y de la capacitancia del capacitor
(en Farads). Calcule el valor de la constante de tiempo de su circuito. Determine
dados los resultados de sus mediciones a qué es igual el valor de la diferencia de
potencial en el capacitor cuando el tiempo es igual a la constante de tiempo del
circuito.
A partir de este análisis trate de dar una definición de la constante de tiempo
para cualquier circuito RC.
CONCLUSIONES:
Concluya acerca del cumplimiento de las hipótesis formuladas.
Comente la definición de la constante de tiempo de un circuito RC elaborada por Ud.
Se tiene un circuito RC en el cual hay un foco conectado a un capacitor C, con una
fuente de f.e.m. Cuando se conecta el interruptor se observa que el foco demora en
variar su iluminación 1 segundo. Si se requiere que este tiempo, de variación de la
iluminación, sea más pequeño
¿Qué recomendaría Ud. disminuir o aumentar el valor de la capacitancia del
capacitor?
Explique su respuesta.

38. 38
SEGUNDA PARTE
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
OBJETIVO:
Determinar la longitud de onda y la frecuencia de una microonda, utilizando el
método de la onda estacionaria.
INTRODUCCIÓN
La energía radiante es conocida por una variedad de nombres; Rayos X, Luz
visible, Ondas de radio, Microondas y otras. Todas estas son ejemplos de
ondas electromagnéticas. Las diferentes clases de ondas electromagnéticas,
con su secuencia constituyen el espacio electromagnético.
De acuerdo a la teoría de Maxwell, la luz y todas las señales que viajan en el espacio
como portadoras de mensajes de comunicación, están compuestas por campos
eléctricos y magnéticos que oscilan en el espacio y en el tiempo con una frecuencia
determinada, siendo dicha frecuencia el factor que marca la diferencia entre los
diferentes tipos de señal. Las ondas electromagnéticas son transversales es decir
viajan en un plano perpendicular al plano que oscilan atravesando el espacio a una
velocidad de 300,000 kms/s = 3 x 108 m/s. Esta velocidad varía con la densidad del
medio. Si la densidad aumenta la velocidad disminuye, la relación que ya conocemos
entre frecuencia, velocidad y longitud de onda se aplica también
a las ondas electromagnéticas
      = c/f
recordemos que:
1. Las ondas electromagnéticas son mucho más veloces que las ondas de
sonido.
2. Las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío; el sonido necesita
un medio para propagarse.
Los campos eléctricos y magnéticos de las ondas se inducen en el espacio uno a
otro debido a su variación, y cuando la onda viaja libre dichos campos van en fase y
recibe el nombre de onda viajera. Sin embargo si choca con algún objeto o
superficie, parte de su energía que se refleja lo hace desfasada 180º con respecto a
la onda incidente, si medimos la longitud de onda de una señal que se desplaza
entre un transmisor y un receptor se deberá tomar en cuenta que entre cada máximo
de la onda incidente se encontrará un máximo de la parte reflejada de la onda, por
lo que la distancia entre dos máximos consecutivos será un medio de la longitud de
la onda. Se define la longitud de onda, como la distancia entre dos picos o crestas
más cercanas de la onda. El tiempo que tarda en realizar la oscilación completa se

39. 39
llama período y la frecuencia es el número de oscilaciones o vibraciones completas
en un segundo.
En la presente práctica se estudiarán las ondas electromagnéticas utilizando para
ello las microondas. Todos estamos familiarizados con la utilización de las
microondas en los hornos para calentar alimentos. Veremos algunas de las
propiedades de estas ondas como su longitud de onda y su frecuencia.
DESARROLLO:
Muchas veces nos dicen que en los hornos de microondas no deben emplearse
recipientes de metal. Sabe Ud. ¿Por que no deben emplearse?
Para medir la longitud de la microonda se empleará el método de la onda
estacionaria, ya utilizado en el laboratorio de ondas y calor. Como se conoce cuando
la onda se refleja y se superpone con la incidente se forma una onda
estacionaria en la cual hay regiones de máxima intensidad y regiones de
intensidad casi cero, llamadas nodos. La distancia entre dos nodos vecinos es
igual a la mitad de la longitud de la onda.
En este caso se formará una onda estacionaria entre el emisor y el receptor de la
microonda.
Colocando el emisor y el receptor en línea recta, pruebe a reconocer la señal
recibida por el receptor.
Mueva el receptor en línea recta acercándolo y alejándolo del emisor y
observe las variaciones de la señal recibida.
a) Basado en la distancia entre máximos valores de la señal y
suponiendo que la señal se comporta como una señal estacionaria
encuentre: la longitud de onda y la frecuencia de la señal.
b) Observando la variación entre máximos absolutos del valor de la
señal en el receptor emita un juicio sobre el comportamiento de la
energía de la onda y la distancia de separación entre emisor y
receptor.
c) Interponga entre emisor y receptor varios materiales identificando
aquellos que de alguna manera presentan trasparencia a la
señal y aquellos que pueden presentar obstrucción a la señal y
concluya.
Para observar el fenómeno de reflexión de las microondas debe colocarse el emisor
y el receptor con un ángulo de aproximadamente 90 grados. Coloque las placas de
algunos materiales en la base con escala angular y observe si hay recepción de la
señal. Compare la recepción de la señal cuando la placa es metálica y cuando es de
material plástico.

40. 40
Concluya acerca de cómo es la reflexión de la microonda por los
metales.
CONCLUSIONES:
Concluya acerca de la longitud de onda y la frecuencia de la microonda. Compare el
valor de la longitud de onda y la frecuencia, con los valores de las ondas de radio.
Comente acerca de lo que ocurre con la señal al alejar el receptor
del emisor. Compare la reflexión de la microonda por los metales y
los plásticos.
Pruebe a responder la pregunta formulada acerca de por qué no deben
emplearse recipientes de metal en los hornos.