INSTITUTO DE ENSEÑANZA SUPERIOR SIMÓN BOLÍVAR
· PROFESORADO: Física de 3 año.
· CÁTEDRA: Trabajo Experimental de las Ciencias Naturales
· PRACTICA DE LABORATORIO Nº CUATRO
Ø Conocer software Crocodrile Clips
· PROFESOR: Diego Alejandro Menoyo
· INTEGRANTES:
ü Stocco, Bruno
ü Urzagaste, Pedro
MARCO TEÓRICO
1. Conexiones en Serie
1.1.- Trabajaremos con un circuito conectado a la fuente, dos lamparitas iguales y un interruptor en serie. Comience diseñando sobre el tablero del simulador el circuito, ármelo y verifique que funcione al activar el interruptor
a) Observando el brillo de las lamparitas, explique si encuentra alguna evidencia, o sugerencia, que le permita decidir si circula la misma corriente por ambas lamparitas, o si la corriente es mayor en una de ellas, en ese caso explique cuál.
En un circuito serie la corriente (no varía con el tiempo) es la misma, si presenta poca luminosidad las lámparas es porque la caída de tensión en cada lámpara.
b) Por medio del amperímetro mida la corriente en los distintos puntos del circuito. Guarde el circuito con el instrumento conectado donde se observen las lecturas de los amperímetros.
1.2.- Exploraremos las características de una fuente cuando se modifica la diferencia de potencial. Para ello coloque una fuente de 12 volt en su circuito.
a) Por medio del voltímetro verifique que la diferencia de potenciales en distintos puntos. Guarde el circuito con los registros de los valores medidos en cada caso.
b) Cambie la fuente por una de 6 volt, analice si hubo diferencia con los valores obtenidos en el punto anterior. Escriba sus conclusiones.
c) A partir de la lectura de los instrumentos verifique y explique lo que ocurre:
· Cuando se abre el circuito en alguna parte.
Si el circuito se abre en algún trayecto, no se cierra y por lo tanto no circula corriente
· Cuando se “quema” una de las lamparitas.
En el siguiente caso, también el circuito se ve interrumpido, no circulara corriente
· Cuando se cortocircuita una de las lamparitas. (consiste en hacer un puente con un conductor sobre una de las lámparas)Escriba sus conclusiones.
Al hacer un cortocircuito, el circuito se cierra nuevamente y así circulara corriente
2. Conexiones en Paralelo
2.1.- Trabajaremos con un circuito conectado a la fuente, alimentando dos lamparitas de diferente potencia en paralelo. El interruptor debe encender o apagar ambas lamparitas simultáneamente. Ármelo y verifique que funcione.
a) conecte amperímetros para medir las corrientes que sean de interés. Explique su elección, y la relación que espera obtener.
Conectamos el amperímetro antes del nudo para determinar el consumo total del circuito. Luego conectamos en cada lámpara para medir el consumo de cada rama del circuito. Recordemos que las corrientes que entran al nudo son igual a la suma de las que salen del mismo. Si entran son positivas y las que salen negativas.
b) conecte voltímetros en diferentes puntos para medir diferencia de potenciales de interés. Explique su elección, y las lecturas obtenidas. Guarde la imagen del circuito en su documento.
Al conectar el voltímetro en cada rama y a la entrada del circuito obtenemos el valor de la fuente. Como la teoría lo indica todos los componentes del circuito están a la misma diferencia de tensión.
3. Circuitos Combinados
Se conectan resistencias, de R1 =1Ω; R2 = 1Ω; R3 = 0,5Ω y R4=0,5Ω respectivamente, a pilas de 1,2 Volt según los esquemas, en cada caso conecte los instrumentos necesarios para determinar y/o medir.
a) ¿Cuál es la resistencia total del circuito?
b) ¿Cuál es la corriente que circula por cada resistencia?
c) La diferencia de potencial entre los puntos a-b; a-c; a-d; b-c; b-d; c;d
Item a)
1 /
RT=1/ 6 = 0.1666666
Item b)
Ítem c)
4. Conectando capacitores
a) Verifique la carga y descarga del capacitor al mover la llave a las diferentes posiciones.
b) Utilice el amperímetro para medir como y cuánta corriente circula por la lámpara y cual es sentido. Tome nota de lo observado
c) utilice un voltímetro para conocer la diferencia de potencial en el capacitor y cuáles son sus valores máximos y mínimos. Anote lo observado.
d) cambie el capacitor por otros diferentes, anote los valores utilizados. Repita la carga y descarga y compare los resultados con los obtenidos anteriormente.
e) con las sondas del osciloscopio, visualice la carga y descarga del capacitor
f) guarde la imagen, y explique en el documento lo observado y sus conclusiones.
En la siguiente figura se puede ver que cuando se cierra el interruptor la corriente comienza a circular por el circuito y la lámpara conectada al mismo se enciende con toda su intensidad, pero a medida que el capacitor se carga con la energía eléctrica que le aporta la batería, la lamparita reduce paulatinamente su intensidad lumínica hasta que se apaga completamente cuando el capacitor alcanza su carga máxima, momento en que también la corriente deja de circular.
Al cerrar el circuito compuesto por el capacitor y la lámpara por medio del interruptor, la corriente comenzará a fluir de inmediato desde la placa negativa a la positiva del capacitor, atravesando la bombilla para completar el circuito. De esa forma comenzará la descarga y la bombilla se iluminará por completo, pero seguirá perdiendo brillo hasta quedar apagada una vez que el capacitor quede descargado por completo y no le pueda continuar suministrando energía eléctrica para mantenerla encendida.
En el siguiente grafico analizamos como se realiza la carga – descarga de un capacitor, como para t=0 la curva roja (carga del capacitor) crece desde valor cero hasta el valor de la fuente de alimentación (9 Vcc).La curva rosa nos muestra como desciende el valor de la corriente durante la carga del capacitor.
Un tiempo posterior las graficas nos visualiza la descarga del capacitor y el ascenso de la corriente durante el proceso de descarga.
d) Capacitor de doble valor capacitivo
La siguiente grafica nos visualiza el grafico de la carga-descarga de un capacitor cuyo valor es el doble del ítem anterior.
En un tiempo igual a RC, la corriente en el circuito ha disminuido a 1/e (0,36) de su valor inicial. En este momento la carga del capacitor ha alcanzado una fracción (1 – 1/e) (0,63) de su valor final. El producto RC es en consecuencia, una medida de la velocidad de carga del capacitor y por ello se llama constante de tiempo. Cuando RC es pequeña, el capacitor se carga rápidamente; cuando es más grande, el proceso de carga toma más tiempo.
CONCLUSIONES:
El contar con laboratorios virtuales en el área de electricidad y electrónica, nos ha permitido siempre generar ambientes de aprendizaje donde los estudiantes puedan realizar simulaciones en circuitos las veces sea necesarias sin gasto económico de materiales y equipamiento. Sin necesidad de gestión y preparación previa de lo que implica un laboratorio de componentes físicos. Este software de diseño visualmente atractivo para los estudiantes, es fácil de usar y sobretodo transportable, dónde los jóvenes podrán trabajar con el material asignado en el aula también en otros espacios como ser sus hogares.
Bibliografías
Software Crocodrile Clips V 3.5
|
