GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DE FÍSICA
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SOLUCIÓN

Circuito con una derivación

 

Introducción

 

En el almacén  se puede ver el experimento circuito RL, en donde se determina  el coeficiente de autoinducción de una bobina con núcleo de puntas de hierro de fabricación casera.. Uno de los aparatos de medida empleados aquí es  de mejor calidad  y probablemente de menos  error que en el anterior experimento. El circuito presenta una derivación  y eso hace algo más interesante y quizás más complicado para el alumno la deducción teórica.

La resistencia óhmica de la bobina se determinó en el primer experimento y su valor es 57,5 W.

 

Material

Una fuente de corriente alterna

Dos multímetros

Un juego de resistencias

Una bobina*

Un juego de puntas de hierro

Cables de conexión.

 

*La bobina que nosotros hemos utilizado es una que se vende por Internet con un precio  inferior a tres  euros. Sus características son: hilo esmaltado de longitud 100 m y   0,02 mm , no lleva núcleo. El juego de puntas sirve para dotar a la bobina de un núcleo de hierro. (Fotografía 1).

A los extremos de la bobina hay que eliminarles el barniz, mediante un raspado suave con una hojilla o papel esmeril fino. Dado que el hilo es muy fino y  frágil conviene soldar a los citados extremos un poco de hilo de cobre. Así al hacer las conexiones no se rompe el hilo de la bobina.          .

 

 

Fotografía1.- Bobina utilizada en esta práctica y en la anterior denominada circuito RL. Allí se midió la resistencia óhmica obteniéndose como valor 57,5 W.

.

 

Deducción teórica

 

 

En la figura 1 está es esquema del montaje y la fotografía 2 es el dispositivo real.

 

Fig. 1

 

 

Fotografía 2.- T representa el transformador de  baja, L la bobina, C= 1 mF el condensador y R la resistencia. Los dos 1 son los terminales del voltímetro que mide la caída de tensión en la bobina. Los 2 son los terminales del voltímetro que mide la caída de tensión en el condensador

 es la frecuencia de la corriente que en nuestro caso es 50 Hz

T es un transformador de baja,  entrada 220 V y salida aproximadamente 13 V.

VL el voltaje entre los extremos de la bobina.

R es la resistencia ubicada entre los bornes del condensador que se cambia a lo largo del experimento

 

La impedancia de la bobina es 

 

La resistencia R y el condensador están en paralelo, su impedancia es

 

 

 

La intensidad que atraviesa las dos impedancias es la misma

 

 

 

El término    puesto que R2C2 w2 es  del orden de 10-3  para la resistencia mayor que es 270 W

 

Con esa aproximación se deduce que  , por tanto al representar en el eje de ordenadas frente a R en el eje de abscisas se obtiene una línea recta  cuya pendiente es

 

Medidas

 

Con uno de los multímetros mida la resistencia  R en cada caso. Monte el circuito de la figura 1, Luego mida  VC y VL y recoja los datos en la tabla I. R debe variar entre 20 W y 270 W .  Haga  como mínimo  diez medidas. El circuito solamente se cierra para las medidas, pues las resistencias se calientan fuertemente.

 

 

Tabla I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VC/V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VL/V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Represente los valores de la tabla I en una gráfica.: R en el eje de abscisas y en ordenadas.  Calcule el valor de L.

 

ALMACÉN

Composición de fuerzas con ventosas

Fuerzas paralelas

Ley de enfriamiento de un líquido

Imágenes en espejos planos que se cortan

Ley de Snell con alfileres

Prisma de agua

Análisis de hilos conductores.Ley de Ohm

Máximo de una función (Potencia de un generador)

Ondas estacionarias transversales propagándose por una cuerda

Investigando con el péndulo bifilar

Investigando la relación entre el volumen evacuado por una bureta y el tiempo empleado

Péndulo Compás

Medida de la longitud de onda de la luz emitida por un puntero láser

Magnitudes directamente proporcionales

Construcción de un cronovibrador casero

Aplicación del cronovibrador: medida de la aceleración de la gravedad mediante la caída libre

Magnitudes inversamente proporcionales

Experimentos con una rueda de construcción casera

Calibrado de un espectroscopio y medida de longitudes de onda

Relación aproximada carga-masa del electrón

Movimiento parabólico

Lentes convergentes

Manómetro

Aproximación a la fuerza ejercida por la presión atmosférica

Ley de Boyle-Mariotte

Principio de Arquímides 1

Densidad de líquidos

Empuje y densidad

Acción y reacción.Medida cuantitativa aplicando el Principio de Arquímides

Condensadores. Parte I

Condensadores.Parte II

Condensadores.Parte III

Condensadores.Parte IV

Condensadores.Parte V

Condensadores.Parte VI

Verificación de la fórmula F=ma

Condensadores.Parte VII

Rendimiento de un calorímetro 1

Rendimiento de un calorímetro 2

Medida aproximada del índice de refracción del agua

Medida del calor específico de una tuerca

Ley de Boyle con tubo de Mariotte(Práctica individual)

Ley de Boyle con tubo de Mariotte(Práctica colectiva)

Ley de Snell

Ángulo límite

Imágenes virtuales en lentes divergentes

Límite de rotura de un hilo

Varilla pivotada

Lente de agua

Péndulo sector

Circuitos 1

Circuitos 2

Circuitos 3

Circuitos 4

Circuitos 5

Circuitos 6

Circuitos 7

Circuitos 8

Voltaje máximo en corriente alterna

Focal de una lente convergente

Lente gruesa

Circuitos 9

Imanes 1

Imanes 2

Impedancia

Péndulo compuesto

Lentes convergentes combinadas

Combinación de lentes

Circuito sorprendente de corriente alterna

Descarga entre condensadores I

Descarga entre condensadores II

Varilla girando en el aire

Impedancias 2

Circuito de corriente alterna con motor

Focal de una lente divergente

Cicloide acelerada

Un experimento con integración numérica

Óptica casera I

Óptica casera II

Resistencia interna de voltímetros

Carga y descarga de un condensador mediante una gran resistencia

Carga y descarga simultánea de uncondensador

Puente de Wheatstone

Óptica casera III

Circuito con cuatro resistencias

Óptica casera IV

Electricidad casera I

Condensadores en corriente alterna I

Condensadores en corriente alterna II

Condensador en paralelo

Óptica casera V

Puente de alterna I

Puente de alterna II

Óptica casera VI

Condensador no electrolítico 1

Condensador no electrolítico 2

Circuito eléctrico simétrico 1

Circuito eléctrico simétrico 2

Potencia máxima en derivación

Un circuito con entrada y salida

Dónde colocar el voltímetro

Circuito RL

Longitud de onda de un puntero láser

Descargas exponenciales 1

Descargas exponenciales 2

Estudio empírico de un circuito eléctrico

Carga de condensador con dos resistencias

Asociación simétrica de condensadores

Circuito con dos pilas

Puntero láser verde

Circuito serie RC mas circuito paralelo RC

Análisis de un circuito de corriente alterna

Caída simultánea de un muelle (slinky) y una bola de acero

Kirchhoff en alterna

Ley de Ohm. Teoría y experimento

Comparando resistencias

Teoría y experimento en un circuito eléctrico