Demostración Nº 1 Cargas electrostáticas por fricción e inducción Realizada en clase: Clase 1 del Tema 1 Material necesario: Soporte móvil Diversas barras dieléctricas ( p.e. metacrilato y PVC) Paños de distintos materiales (gamuza, piel de gato, seda) Pequeña caja metálica y soporte plástico para aislarla de tierra Péndulo de bola de saúco aislada de tierra Descripción: Se demuestra la posibilidad de cargar dieléctricos por fricción, observando como las barras cargadas atraen la bola de saúco. Se muestra la atracción de objetos neutros por objetos cargados. Se demuestra la existencia de cargas de dos tipos con las barras y el soporte móvil, a base de observar la atracción o repulsión entre la varilla colocada en el soporte móvil y otra de prueba cargada por fricción que se acerca a ella. Con la caja metálica, aislada de tierra se muestra la carga de objetos por inducción y el efecto de la conexión a tierra de un objeto metálico.

Demostración Nº 2 Condensador plano con dieléctrico Realizada en clase: Clase 1 del tema 3 Material necesario: Condensador plano (placas variables) Batería de 12 V. (Una pila convencional sirve. En su defecto el cargador de baterías) Electrómetro analógico electrónico Placas de PVC, papel, otros. Descripción: Entre las placas del condensador se coloca una lámina fina de PVC o metacrilato con las placas ajustadas a ella. Antes la lámina se ha descargado. Se conecta entre sus placas el electrómetro analógico. Se carga el condensador con la batería de 12 V y después se desconecta la batería dejando el condensador aislado. Al sacar la lámina dieléctrica, sin tocar las placas del condensador se observa que aumenta la d.d.p. Esto demuestra que la capacidad disminuye al sacar la lámina dieléctrica Observaciones: A veces no sale por las cargas acumuladas en el dieléctrico por fricción con las placas. Sale mejor colocando dos hojas de papel para aislar la lámina de PVC de las placas metálicas.

Demostración Nº 3 Apantallamiento Realizada en clase: clase número 10 del Tema 3 (última clase de teoría del tema) Material necesario: Barra de metacrilato + gamuza Funda de puros metálica, jaula de Faraday y tapa de jaula Radio a pilas pequeña con altavoz incorporado Papel de aluminio Péndulo con bola de saúco Descripción: Se carga la barra por fricción y se observa la atracción del péndulo. Luego se demuestra que la interacción desaparece al interponer una malla metálica o una jaula de malla entre

la barra y el péndulo. (Esto funciona bien para demostrar que las líneas de campo eléctrico creado por la barra no penetran dentro de la jaula) Con la parte interior de la jaula de Faraday de Pasco y la jaula hecha por nosotros, a modo de tapa, poniendo debajo de ambas nuestra tapa, para asegurar el contacto entre ambas, construimos una jaula que puede apantallar la señal de radio que llega al interior. Si no funciona lo anterior es prácticamente infalible envolver la radio en papel de aluminio. La misma prueba puede hacerse con un teléfono móvil. Observaciones: En estas demostraciones falta algo que demuestre claramente que un objeto cargado encerrado por uno metálico crea campo en el exterior y solo cuando conectamos el objeto metálico a tierra el exterior queda apantallado. Se puede hacer algo con la funda de puros, pero no es claro, porque al tocar la barra con la parte interior de la funda se descarga. Para que se vea el efecto de apantallamiento con la radio y la jaula de Faraday hay que ponerla en AM y señal de la menor frecuencia posible. Pese a todo si la señal de radio es muy potente el efecto puede ser escaso. Es casi nulo en FM y para apantallar señales de móviles. No obstante envolver en papel de aluminio resulta infalible.

Demostración Nº 4 Ruptura dieléctrica I Realizada en clase: Hora 16 del tema 3 Material necesario: MAT regulable ( 15 kV = Vmáx) Condensador de placas paralelas Tres bananas Cuernos formados por dos cables aislados que se van separando entre sí Descripción: Se conectan la salidas del MAT entre las placas del condensador (separadas aprox. 1 cm). Al elevar la tensión saltan descargas, inicialmente en los bordes, lo que ilustra el efecto de punta que allí se produce. Con los cuernos separados en la parte más próxima (un cm) se produce la descarga y luego sube por convección natural del aire. No obstante, en vez de extinguirse y empezar de nuevo se observa que a veces se estabiliza en un recorrido muy estable, que puede distorsionarse soplando. (Esto no está claramente explicado) Observaciones: Nota de seguridad: Después de cualquier operación hay que bajar a cero la tensión del MAT, apagar y cortocircuitar los terminales de salida para descargar. Nuestra caja del MAT es metálica y no está conectada a tierra por lo que se carga estáticamente dando pequeñas sacudidas. Deben hacerse todas las conexiones y desconexiones con una mano para evitar contactos directos y guardar las distancias de seguridad cuando se opera. Demostración Nº 5 Ruptura dieléctrica II Realizada en clase: No hecha en clase este año Material necesario: MAT regulable Tablillas de metacrilato con paisajes dibujados con papel de aluminio Descripción: Se hacen demostraciones de los caminos que toma la descarga ente dos conductores en función de que existan otros conductores conectados a tierra o no.

Observaciones: Observar la nota de seguridad apuntada en la demostración anterior.

Demostración Nº 6 Bola mágica Realizada en clase: Realizada en la última clase del Tema 3 (asociada al pb 25 del T. 3) Material necesario: Bola mágica Tubo fluorescente Descripción: Se muestran las descargas dentro de una bola con gas a baja presión y la iluminación de un fluorescente al acercarlo. Se trata la bola como un condensador esférico con el vacío.

Demostración Nº 7 Medida de campos electromagnéticos Realizada en clase: En la cuarta hora del tema 4 Material necesario: Medidor de EMF Descripción: Con el medidor de campos EM del que se dispone se mide en clase el campo B creado por un cable por el que circula una I. También se pide a los alumnos un móvil y se comprueba el campo EM a su alrededor.

Demostración Nº 8 Generador frente a condensador Realizada en clase: En la hora 9 del tema 5 Material necesario: Condensador de 12 V 1000 F Bombilla de 12 V Generador de 12 V (Batería, pila o cargador de baterías) Descripción: Se demuestra que un condensador no puede hacer circular una corriente estacionaria por una bombilla, mientras que un generador si.

Demostración Nº 9 Generadores Realizada en clase: En hora 14 del tema 5 Material necesario: Una pila Una maqueta operativa de motor alimentado con célula fotovoltaica. La célula fotoeléctrica para cargador de baterías realizada por los alumnos. Una célula Peltier. El motorcillo de imanes permanentes del kit Descripción: Mostrar a los estudiantes prototipos y maquetas de distintos tipos de generadores que pueden utilizarse en la actualidad.

Demostración Nº 10 Superconductores

Realizada en: Esta práctica se realiza en el laboratorio al final del tema 5 Material necesario: Dewar para LN2 4-5 litros de LN2 Kit para observar la temperatura crítica. (Realizado por los alumnos) Kit de efecto Meissner Maqueta de Tren superconductor. Incluyendo superconductores en caja de corcho cintas, y otro pequeño material complementario. Generador de I constante (Tektronic) y multímetro Descripción: Primero se hace el experimento de la temperatura crítica. Para ello se coloca el kit del que disponemos tapado y con los terminales conectados en una pequeña caja de corcho. En dicho kit está montado un cable de cobre uno superconductor y una resistencia de platino capaz de medir hasta–200 ºC. Los tres dispositivos están montados para medir resistencia a cuatro hilos. Normalmente el experimento que hacemos es inyectar corriente únicamente al superconductor. A temperatura ambiente no inyectar más de 50 mA (verificar en siguiente experimento ya que aquí no tengo el dato de otros años) para evitar sobrecalentamiento. A la vez, se mide la ddp en los extremos del superconductor y con ello se determina su resistencia. Después se rellena el recipiente de corcho (con el kit tapado) con LH2 hasta que llegue a la altura de los terminales sin sobrepasarlos para evitar que penetre dentro del kit. Rellenar de nuevo, si es necesario. El kit alcanza la temperatura del LN2 cuando éste deja de hacer burbujas a su alrededor. Entonces debe observarse que siguen circulado los 50 mA por el superconductor pero que la ddp en sus extremos es prácticamente 0 V. El voltímetro para observar bien el efecto debe ser de gran precisión al tratar con valores muy pequeños. Queda un pequeño valor residual del orden de micro voltios que tiene que ver con los potenciales de contacto entre los distintos materiales que forman el circuito. Si se deja que el kit vaya calentándose poco a poco se observa que en un determinado instante, al superarse la temperatura crítica vuelve a aumentar muy significativamente la d.d.p. en los extremos del superconductor. Después se muestra el efecto Meisner. Usualmente esto lo hacemos con nuestro kit, formado por una pastilla superconductora y un pequeño imán. Cuando el superconductor se enfría con LN2 el imán levita sobre él. No obstante en el último año lo hicimos con nuevos imanes, más potentes, y las pastillas superconductoras que nos dejó Mario, que son de un tipo mejor. Con ellas puede ponerse unos pocos imanes debajo, poner la pastilla en una pequeña caja de corcho para enfriarla y levitarla sobre los imanes. Por último, se hizo el experimento de ver como circula un superconductor enfriado sobre una fila de imanes, en una disposición adecuada, quedando levitado y anclado magnéticamente el superconductor a los imanes. Nota: Guardar las precauciones de seguridad necesarias para el manejo del LN2. Al acabar un experimento con superconductores esto hay que secarlos, con un secador, hasta que alcanzan la temperatura ambiente para evitar que la humedad produzca fisuras y al final los fracture.

Demostración Nº 11 El experimento de Oested Realizada en clase: Primera hora del Tema 6 Material necesario: Kit del experimento de Oested para proyector de transparencias

Cargador de baterías con trafo de 220/125 y shunt limitador Retroproyector Descripción: Utilizando el kit se proyecta en la pantalla el experimento mediante el retroproyector. Observaciones: Para alimentar es necesario reducir la tensión de alimentación del cargador de baterías mediante el trafo de 220/125 V y limitar la I que circula con un shunt externo. En estas condiciones y con el shunt antiguo la I que circula por el hilo es de unos 5 A.

Demostración Nº 12 Líneas de campo B para una barra de imán Realizada en clase: Tercera hora del Tema 6 Material necesario: Imán de barra montado en placa de metacrilato para proyectar con retro. Brújula de dibujo Limaduras de hierro Retroproyector Descripción: Se usa para visualizar en clase, mediante el retroproyector, las líneas de campo B, a través de la orientación de la brújula de dibujo. Alternativamente se usan las limaduras.

Demostración Nº 13 y 14 Líneas de B, con limaduras y brújula, para hilo indefinido, espira, solenoide y toroide Realizada en clase: 5ª hora del tema 6 y siguientes Material necesario: Kits en metacrilato para visualizar con retroproyector los siguientes circuitos: hilo indefinido, espira, solenoide y toroide Brújula de dibujo Limaduras de hierro Cargador de baterías + trafo 220/125 V + shunt (5A) Retroproyector Descripción: Se proyectan las líneas de B de los diferentes circuitos con el retro, utilizando para visualizar limaduras o la brújula de dibujo. Observaciones: Con el cargador alimentado con tensión reducida por el trafo 220/125 V y el shunt inicial, en serie, los kits consumen unos 5 A.

Demostración Nº 15 Motor de corriente continua + altavoz Realizada en clase: A propósito del problema 22 del tema 6 Material necesario: Kits de motor de corriente continua (los dos de que disponemos) Altavoces viejos Fuente de CC (Puede utilizarse cargador de baterías + trafo 220/225 V + shunt) Descripción: Se muestra el colector de delgas de los kits disponibles y se explica su funcionamiento a propósito del problema 22.

Demostración Nº 16 Aplicaciones de los sensores Hall Realizada en clase: Tras la explicación del efecto Hall Material necesario: Pinza amperimétrica Toroide para medida Descripción: Se muestra como puede medirse I en un circuito sin necesidad de abrirlo, utilizando esta técnica. También se muestra un toroide con el que se explican los sistemas permanentes de medida de corriente (trafos de I).

Demostración Nº 17 Los experimentos de Faraday Realizada en clase: Primera clase del tema 8 Material necesario: Galvanómetro de cuadro móvil montado en metacrilato, preparado para proyectar con retro. Bobina de Pasco de gran radio y 200 vueltas Dos bananas de conexión Imán con polos N y S marcados Retroproyector Descripción: Con el material descrito puede visualizarse la corriente inducida en la bobina por acercamiento o alejamiento del imán a ella. (Remarcar como se invierte el sentido de I al acercar o alejar el imán y como aumenta al aumentar la velocidad) Observaciones: Puede utilizarse el rotor del prototipo de motor de continua con imanes en los extremos para observar la corriente inducida por rotación en el montaje anterior. Si se coloca una bobina de laboratorio de 800 vueltas en el centro de la de 200, con núcleo de hierro, y se alimenta con el generador de señales a baja frecuencia (unos pocos hercios) se nota la oscilación de la aguja del galvanómetro aunque solo abarca una división y no toda la escala. Al desplazar el cable por los raíles del kit para el experimento de la fuerza de Lorenz (Realizado por Sergio el año pasado) se observa una variación mínima en el aguja, pero perceptible.

Demostración Nº 18 Trafo con galvanómetro Realizada en clase: Quinta hora del Tema 8. (Apt 5, trafo ideal) Material necesario: Generador de señales (Rout = 50 ) Núcleo magnético y 2 bobina de 400 vueltas Retroproyector Descripción: Utilizando un generador de resistencia de salida de 50  (de los nuevos) y una frecuencia muy baja (unos pocos hercios), se alimenta el primario. En el secundario se conecta un galvanómetro de aguja móvil para proyectar.

Se puede mostrar a los alumnos como se mueve la aguja , como varía su velocidad con la frecuencia (en un pequeño rango) y como varía su amplitud al variar los controles de la fuente, o la diferencia de respuesta al introducir una señal senoidal o cuadrada. También puede mostrarse como disminuye la fem inducida al abrir el núcleo. Observaciones: Tener cuidado con la amplitud del generador ya que puede sobrecargar el galvanómetro e incluso estropearlo. Es mejor empezar con amplitud nula e ir elevándola progresivamente. Para conectar y desconectar el galvanómetro antes hay que bajar la amplitud a cero para reducir los picos.

Demostración Nº 19 Corrientes de Foucault con péndulo, peines e imán Realizada en clase: En Tema 8 para ilustrar la teoría de las corrientes parásitas Material necesario: Soporte para peines de aluminio a alturas variables Peines de aluminio para usar con el soporte Tornillo con imanes enfrentados que pueden colocarse a distancias diferentes. Descripción: Mostrar como oscila el peine con la lámina maciza en caída libre sin ningún campo magnético presente. Demostrar que el peine, al ser de aluminio no es atraído por el imán. Colocar la región de los imanes en la trayectoria del péndulo y demostrar que queda frenado en su caída por las corrientes parásitas. Mostrar como es posible reducir este efecto a base de cortar caminos a las corrientes. Para ello, comparar la caída de la lámina maciza y la lámina con ranuras (cerrada por el principio y por el final). Por último, mostrar y explicar la diferencia entre la caída del peine cerrado por el final y el abierto. Observaciones: A la vez que se hace la demostración explicar el fundamento teórico del experimento y las posibilidades de diseño que permite el corte de caminos a las corrientes parásitas en la práctica (laminación de núcleos magnéticos de trafos y máquinas)

Demostración Nº 20 Caída de imán en tubo de aluminio Realizada en clase: A propósito del pb. 5 del tema 8 Material necesario: Tubo de aluminio de 1,5 m Objeto que cabe por el interior del tubo sin imán Objeto que cabe por el interior del tubo con imán Descripción: Al dejar caer el objeto con el imán por el tubo se observa que es fuertemente frenado, respecto a la caída libre. Ello se debe a las corrientes de Foucault que se crean en el tubo al paso del imán.

Demostración Nº 21 Experimento del salto del anillo + levitación de bobina en placa de aluminio Realizada en clase: A propósito del problema correspondiente del tema 8 Material necesario: Kit del experimento del salto del anillo Kit de levitación de la bobina Autotransformador Descripción: Se muestra como al alimentar con alterna una bobina, bobinada sobre un vástago de hierro, si colocamos encima un aro de aluminio (una arandela holgada en el vástago de hierro) levita. También se muestra como una bobina alimentada con alterna levita sobre una lámina de aluminio.