Física (plan 2002) 2021-2

Cuarto Semestre, Laboratorio de Electromagnetismo

LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO.

SEMESTRE 2021-2.

FACULTAD DE CIENCIAS.

Dr. Martín Romero Martínez

mromero@ciencias.unam.mx

M en C. Guadalupe Jaquebet Vargas Bustamante

queridaliss@gmail.com

Horario: Martes y Jueves 7 a 10 hrs (en línea)

1.- MÉTODO DE CALIFICACIÓN DEL CURSO

Se realizarán alrededor de 8 prácticas (algunas en equipo y otras individuales) y un proyecto final, ambos obligatorios.

La primera sesión de WEBEX será el 2 de MARZO a la 8 am, se hará una sesión de videoconferencia una vez a la semana para retroalimentación con solución a preguntas, además de vía correo o Dropbox o whatsapp. El enlace para todo el curso de WEBEX se mandará a los que se inscriban, la invitación a la carpeta de Dropbox se mandara a los inscritos formalmente así como se agregaran al grupo de Whatsapp.

Enlace a la reunión:

https://unam.webex.com/unam/j.php?MTID=m976181ef1cb81f1d1f3f4f2082fd9a4f

Número de reunión:

120 438 4624

Contraseña:

gJTwNW9EG86

Clave de organizador:

800556

Una práctica se compone por el experimento (realizado en casa, video o simulación) y el reporte correspondiente entregado por escrito.

Más de 3 faltas ocasiona baja del curso (Sesiones por WEBEX)

La entrega del reporte es una semana exacta después de terminar el experimento.

Los reportes atrasados se califican menos un punto por día y solo se reciben hasta con dos clases de retraso, es decir, sólo se reciben hasta con una semana de retraso.

Si no se entrega el reporte de alguna práctica dentro del periodo estipulado la calificación es cero y se promedia con las demás prácticas.

Los equipos son de a lo más dos integrantes (el numero puede aumentar dependiendo la cantidad de alumnos que se inscriban al curso), quien no participe en al menos un 50 % del experimento y la elaboración del reporte no tiene derecho a estar en él.

-PRACTICAS 70%

El escrito esta comprendido por:

RESUMEN 5 %

INTRODUCCIÓN 10 %

DESARROLLO EXPERIMENTAL 20 %

RESULTADOS, TABLAS Y GRAFICAS 30 %

OBSERVACIONES Y/O DISCUSIÓN 15 %

ANÁLISIS Y CONCLUSIÓN 15 %

BIBLIOGRAFÍA 5 %

Los proyectos deberán estar compuestos de: Exposición y defensa de su proyecto 50 % (Via webex) además entrega del reporte escrito 50%

Quien no participe en el proyecto final, automáticamente tiene 5 en la calificación del curso. En la exposición se debe entregar el reporte correspondiente.

Nota. El Proyecto puede ser diseño de dispositivo experimental, simulación o docencia.

Temario:

ELECTROSTÁTICA

Generación, detección y reconocimiento de cargas eléctricas.

Diseño, construcción y caracterización de un electroscopio.

Diversos arreglos experimentales para el estudio de la ley de Coulomb.

Determinación del campo eléctrico de una esfera conductora electrizada.

Medición del campo de un dipolo eléctrico.

Medición de la densidad de carga eléctrica en varias configuraciones.

Medición de la relación carga­voltaje.

Medición de la capacitancia de capacitores de caras paralelas y no paralelas.

Medición del efecto de borde en capacitores.

Medición de la constante dieléctrica de algunos materiales (agua, cera y otros), en función de la temperatura.

Construcción de un motor electrostático.

Construcción de un péndulo electrostático.

Mediciones en trayectorias de gotas de agua electrizadas en campos electrostáticos.

Construcción de un precipitador electrostático.

Construcción de un reloj electrostático de Kelvin.

CIRCUITOS DE CORRIENTE DIRECTA

Medición del campo eléctrico y equipotenciales en conductores.

Medición de la relación voltaje­corriente.

Medida de la resistividad eléctrica de diversos materiales.

Construcción de un transductor de posición lineal.

Construcción de un transductor de posición angular.

Medición de la variación de la resistencia eléctrica con la temperatura.

Mediciones de la fuerza electromotriz y la resistencia interna de una fuente de poder.

Estudio cuantitativo del efecto termoeléctrico.

Medición del equivalente electroquímico.

Construcción de redes eléctricas y mediciones (ecuaciones de Kirchhoff).

Construcción de un puente de Wheatstone y estudio cuantitativo de sus aplicaciones, como:

a) óhmetro,

b) termómetro,

c) fotómetro,

d) dinamómetro,

e) telémetro.

Construcción y estudio cuantitativo de circuitos con elementos lineales y no lineales.

Construcción de un circuito RC y mediciones.

Medición de la energía en un capacitor.

Construcción de un oscilador de relajación

Medición de la resistencia eléctrica interna de medidores.

Diseño y construcción de un multímetro elemental.

Construcción de un fotómetro usando alguno de los siguientes elementos:

a) fotoresistencia,

b) fotocelda,

c)

fotodiodo,

d) fototransistor.

Construcción de un termómetro usando alguno de los siguientes elementos:

a) alambre de cobre,

b) resistor

de película de carbón,

c) termopar.

Construcción y estudio de un transductor de esfuerzos.

MAGNETOSTÁTICA Y CORRIENTES ELÉCTRICAS CONTINUAS

Caracterización y mediciones de campos magnéticos de imanes y electroimanes.

Estudio cuantitativo de “polos magnéticos”.

Estudio y construcción de bobinas de Helmholtz.

Medición del campo magnético terrestre.

Medición del campo magnético de imanes y electroimanes.

Medición de la fuerza de Lorentz.

Medición del efecto Hall.

Mediciones en trayectorias de electrones en campos magnéticos.

Diseño y construcción de un galvanómetro.

Medición de la fuerza entre conductores que transportan corriente.

Construcción de un medidor de campos magnetostáticos.

Determinación cuantitativa de la relación e/m.

Estudio de la histéresis de un material ferromagnético.

Caracterización magnética de cintas y discos magnéticos para computadora.

Mediciones en materiales diamagnéticos, paramagnéticos y ferromagnéticos.

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

Medición de la inducción magnetoeléctrica de Faraday.

Construcción de un dínamo de Faraday o generador homopolar.

Construcción de un velocímetro.

Construcción de un transformador.

Construcción de un motor de campo magnético rotatorio.

Construcción de un motor de inducción o “jaula de ardilla”.

Construcción de un motor electromagnético.

Construcción de un generador magnetoeléctrico.

Construcción de un medidor de campo magnético variable en el tiempo.

CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA

Construcción de un circuito RL y mediciones.

Construcción y medidas en un circuito RCL, en estado transitorio y forzado, con una o varias frecuencias de

resonancia.

Construcción de un puente de impedancia.

Construcción y mediciones en un transductor de desplazamiento variable lineal.

Construcción de filtros de bajas y altas frecuencias, pasabandas y de rechazo de frecuencias.

Construcción de un frecuencímetro.

Construcción de un dinamómetro mediante inducción magnetoeléctrica.

Cosntrucción de un barómetro mediante inducción magnetoeléctrica.

Construcción de un detector de metales.

ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

Medición de las propiedades de las ondas electromagnéticas.

Construcción de un generador y un receptor de ondas electromagnéticas.

Estudio cuantitativo del experimento de Hertz, con ondas electromagnéticas.

Estudio cuantitativo de una cavidad de ondas electromagnéticas (horno de microondas).

El estudiante aprenderá a manejar y entenderá los principios físicos del funcionamiento de los siguientes

aparatos básicos del laboratorio: osciloscopio, voltímetro. amperímetro, multímetro, electrómetro, fuente de

voltaje directo, fuente de voltaje alterno, puente de impedancia, medidor RCL, magnetómetro, graficador.

Bibliografía básica

Brophy, J. J., 1990, Electrónica fundamental para científicos, Editorial Reverté, S.S., México.

Halstadt, M.V., Enke, C.G., 1969, Digital electronics for scientists, W.A. Benjamin, Inc., N.Y., USA.

Meiners, H.F., Eppenstein, W, More, H.M.,1980, Experimentos de física, Editorial LIMUSA, México.

Moore, A.D., 1973, Electrostatics and its applications, John Wiley Interscience Publications, N.Y., USA.

Wedlock, B.D., Roberge, J.K., 1973, Componentes electrónicos y mediciones, Prentice­Hall Internacional,

México.

Weast, R.C. (editor), 1997, Handbook of Chemistry and Physics, 77 th edition, CRC Press Inc., USA.

Bibliografía complementaria

Artículos en las revistas: Revista Mexicana de Física (sección de enseñanza), American Journal of

Physics, The Physics Teacher, etc.

Bibliografía actualizada sobre análisis e interpretación de datos experimentales

(Recopilación del doctor Javier Miranda, del Instituto de Física de la UNAM)

Preston, D.W., Dietz, E.R., 1991, Art of experimental physics, ed. John Wiley & Sons, USA.

Dunlap, R.A., 1988, Experimental physics, Oxford University Press, GB.