Repaso  de  Laboratorio  de  Física  II             Marimar  de  la  Cruz     Laboratorio  1:  Las  líneas  equipotenciales  y  el  campo  eléctrico   • Los  campos  eléctricos  de  las  diferentes  cargas  interaccionan  entre  si.   • El  capo  ejerce  fuerza  paralelo  a  este  por  lo  que  el  movimiento  de  una  carga  paralelo  a   las  líneas  de  campo  implica  la  realización  de  trabajo  (cambio  en  energía  potencial).   • Si  una  carga  se  mueve  en  dirección  perpendicular  al  campo  no  realiza  trabajo.   • Línea  o  Superficie  Equipotencial:  una  carga  que  se  desplace  por  la  misma  mantiene   constante  su  energía  potencial.  De  igual  potencia  o  voltaje.   • Practica:  Recordar  que  al  dibujar  las  líneas  de  campo  eléctrico  son  perpendiculares  a   las  equipotenciales  y  van  en  dirección  del  menor  voltaje  al  mayor.   • La  magnitud  de  las  fuerzas  que  experimentan  las  cargas  es  directamente  proporcional   a  las  magnitudes  de  las  cargas  e  inversamente  proporcional  a  la  distancia  entre  estas.     Laboratorio  2:  Capacitores  en  Serie  y  en  Paralelo   • Capacitores  (condensadores):     o Consisten  de  dos  conductores  eléctricos  llamados  placas  aislados  por  un   dieléctrico  o  por  el  vacío.   o Almacenan  energía  y  producen  campos  eléctricos  de  diferente  configuración   • Capacitancia:  cantidad  de  carga  (C)  por  unidad  de  voltaje  (V)  que  se  separa  en  las   placas  del  capacitor  al  estos  ser  conectados  a  una  fuente  de  energía  eléctrica.  C=  q/  V.   Se  mide  en  faradios.   • Capacitores  en  Paralelo:   o C123  =  C1  +  C2  +  C3   o Vbat  =  V1  =  V2  =  V3   o qeq=  q1  +  q2  +  q3   o qT  =  CT  V   • Capacitores  en  serie:   o 1/C123  =  1/C1  +  1/C2  +  1/C3   o Veq  =  V1  +  V2  +  V3   o qeq  =  q1  =  q2  =  q3   • Practica:   o Posibles  errores  experimentales    que  el  capacitor  no  tenga  contacto  adecuado  con  el  circuito    que  se  acomodaran  en  orden  erróneo    tener  contacto  directo  con  los  capacitares  al  tomar  la  medida  y  que   nuestro  al  ser  un  conductor  eléctrico  podría  afectar  los  resultados   o Para  evitar  errores:    no  tener  contacto  físico  con  los  capacitares  a  la  hora  de  medir   capacitancia    graduar  el  voltímetro    descargar  los  capacitares  cada  vez  que  sea  necesario.     Laboratorio  3:  La  Ley  de  Ohm   • Una  sustancia  que  obedece  la  ley  de  Ohm  se  conoce  como  conductor  Ohmico.   • Cuando  un  circuito  consiste  únicamente  de  baterías  y  resistencias,  la  intensidad  de  la   corriente  va  a  depender  del  voltaje  de  la  batería,  la  magnitud  de  las  resistencias  y  de  la   forma  y  orden  como  estén  conectadas.     • El  AC/DC  Electronic  Lab  es  un  tablero  para  armar  circuitos  AC  y  DC.   o Se  pueden  tomar  datos  sobre  voltaje  y  corriente.   o Puede  funcionar  con  baterías  o  fuentes  de  voltaje  externas.  

• • • • • •

o Partes:    Potenciómetro:  Permite  variar  el  voltaje  proveniente  de  la  fuente  de   voltaje.    Interruptor:  Permite  el  control  del  flujo  de  corriente  en  los  circuitos.    Bobina:  Puede  crear  un  campo  magnético  o  demostrar  la  aparición  de   voltajes  cuando  cambia  el  flujo  de  campo  magnético.    Bombillas:  Pueden  utilizarse  como  partes  de  los  circuitos.    Baterías  o  Fuente  de  Voltaje:  Provee  voltaje  para  los  circuitos  armados.    Puntos  de  conexión:  Donde  se  arman  los  circuitos.   La  formula  matemática  que  relaciona  el  voltaje  y  la  corriente:  V=  RI.   Ω  =  V/A   Hay  una  relación  linean  entre  la  longitud  y  la  resistencia.   o R∝L   R∝  1/A  (área)   Resistencia  en  términos  de  longitud  y  área:  R  =  ρL/A.  La  relación  matemática  incluye  la   constante  de  proporcionalidad  ρ  (cuyas  unidades  son:  Ω  cm)  .   Practica:   o La  grafica  de  Resistencia  vs.  Longitud  es  una  línea  recta  debido  a  la   proporcionalidad.   o Resistividad  depende  del  material  del  que  esta  hecho  el  resistor.  

  Laboratorio  4:  Resistencias  en  Serie  y  Paralelo   • Las  resistencias  tienen  la  capacidad  de  disipar  la  energía  eléctrica  en  el  circuito  en   forma  de  calor.   • En  serie:   o Veq  =  V1  +  V2  +  …  +  Vn   o Ieq  =  I1  =  I2  =  In   o Req  =  R1  +  R2  +  …  +  Rn   • En  paralelo:   o Veq  =  V1  =  V2  =  Vn   o Ieq  =  I1  +  I2  +  …  +  In     o 1/  Req  =  1/R1  +  1/R2  +  …  +  1/Rn     Laboratorio  5:  Investiguemos  Campos  Magnéticos,  Visualicemos  Campos  Magnéticos   • El  magnetismo  se  descubrió  en  una  región  de  Asia  Menor  conocida  como  Magnesia.   • Las  corrientes  eléctricas  pueden  producir    campos  magnéticos.   • Practica:   o Hay  una  relación  lineal  entre  el  campo  magnético  y  la  corriente.  La  ecuación  que   describe  esto  es  B=mI  +  b.   o La  pendiente  se  puede  escribir  como:  m  =  µ0  n  /  L.   o En  el  centro  del  solenoide  el  campo  magnético  es  donde  mas  se  siente,  esta  en   su  máximo.  Al  alejarse  del  centro  hacia  el  borde  del  solenoide  el  campo  se   vuelve  constante.     Laboratorio  6:  La  Ley  de  Faraday   • El  flujo  de  corriente  a  través  de  un  solenoide  produce  un  campo  magnético.   • Cuando  un  solenoide  es  visto  desde  arriba  y  la  corriente  va  en  contra  de  las  manecillas   del  reloj  (CMR)  las  líneas  de  campo  salen  y  se  observa  el  polo  norte.   • Cuando  un  solenoide  es  visto  desde  arriba  y  la  corriente  va  a  favor  de  las  manecillas   del  reloj  (FMR)  las  líneas  de  campo  entran  y  se  observa  el  polo  sur.  (ver  p.95)  

• • • •

•

Para  que  haya  un  voltaje  inducido  el  flujo  de  campo  magnético  a  través  de  la  bovina   tiene  que  cambiar.  El  flujo  del  campo  magnético  se  define  como:  φb  =  B  A  Cos  θBA.   Ley  de  Inducción  de  Faraday:  El  voltaje  inducido  en  un  circuito  es  directamente   proporcional  a  la  razón  de  cambio  del  flujo  magnético  respecto  del  tiempo.   Si  la  corriente  fluye  en  FMR  el  voltaje  medido  será  negativo.  Si  la  corriente  fluye  en   CMR  el  voltaje  medido  será  positivo.   Ley  de  Lenz:  la  polaridad  del  voltaje  inducido  en  la  bobina  es  tal  que  crea  una  corriente   cuyo  campo  magnético  se  opone  al  cambio  en  el  flujo  magnético  a  través  de  esta.   o forma  matemática:  V=  -­‐  dφB  /  dt   o El  cambio  en  el  flujo  del  campo  magnético  es  igual  al  negativo  del  área  bajo  la   curva  de  voltaje  vs.  tiempo.  ΔφB  =  -­‐  ∫  V  dt.   Practica:  mientras  mas  lento  el  movimiento  del  imán  menos  marcado  es  el  pico  de   voltaje  en  la  grafica.  

  Laboratorio  7:  Polarización-­‐  Ley  de  Malus   • Cuando  una  onda  esta  polarizada,  la  perturbación  que  caracteriza  a  la  onda  oscila  con   una  orientación  particular  en  el  espacio.   • En  el  experimento  se  trabajo  con  ondas  electromagnéticas  que  se  polarizaron  con  un   polarizador.   • Practica:   o Grafica  de  y1  vs.  posición  angular  es  la  de  una  función  trigonométrica;  cos2θ.   o Para  que  la  función  sea  siempre  positiva  se  eleva  al  cuadrado.   o Intensidad  de  una  onda:  I  =  P/A.   o Potencia  (P)=  U/t,  por  lo  que  I=U/At.   o Para  una  onda  electromagnética:  U=  ½  ε0  E2.   o Como  a  través  del  polarizador  solo  pasa  el  componente  de  x  de  la  energía   entonces;  U=  ½  ε0  (E  cos  θ)2.   o La  intensidad  de  luz  que  atraviesa  el  analizador  es:  I  =  ε0  (E  cos  θ)2/2At,  I  es   proporcional  al  cos2  θ.     Laboratorio  8:  La  ley  de  reflexión  y  la  ley  de  snell   • Cuando  el  frente  de  una  onda  incide  en  la  frontera  que  separa  a  dos  medios  de   características  diferentes  donde  la  velocidad  de  la  onda  cambia  ocurre  la  reflexión  y  la   refracción   • reflexión:  una  onda  nueva  parte  de  la  superficie  y  continua  viajando  en  el  mismo  medio   en  el  cual  estaba  viajando  la  onda  incidente.  hay  dos  tipos  espectacular  y  difusa.   • refracción:  una  nueva  onda  penetra  el  otro  medio  al  llegar  a  la  superficie  entre  ambos.   • Practica:   o La  relación  matemática  entre  el  ángulo  incidente  θi  y  el  ángulo  reflejado  θr  es   lineal.   o θi=θr,  la  pendiente  de  la  grafica  es  aproximadamente  1.   o La  relación  matemática  entre  el  sin  θi  y  el  sin  θR  es  lineal.   o La  pendiente  de  la  grafica  sin  θi  vs.  sin  θR  es  m=1.42.   o sin  θi  =  m  sin  θR,  donde  la  pendiente  es  el  índice  de  refracción  que  se  calcula   como:  n=  rapidez  de  luz  en  el  vacío  (c)/  rapidez  de  luz  en  el  medio  (v).            

  Laboratorio  9:  Formación  de  Imágenes  por  Espejos  y  Lentes  Esféricos   • Espejos  Concavos  y  Convexos:   o Longitud  Focal  (ƒ)  =  R/2   o Para  objetos  reales  R  y  ƒ  serán  positivos  cuando  estos  estén  al  lado  del  objeto.   o El  espejo  convexo  hace  que  los  rayos  se  dispersen  y  el  espejo  cncavo  concentra   los  rayos  en  un  foco.   o Ecuación  de  los  espejos:  1/di=  m  1/d0  –  b   o distancia  focal  =  1/b   o Magnificación:  hi/h0   • Lentes  Esféricos  de  poco  espesor:   o la  longitud  focal  del  lente  esta  dada  por:  1/ƒ  =  (n-­‐1)  (1/R1  –  1/R2)   o Convergente:  R1>0,  R2