Informe Práticas Física Marc Cerdan PDF

INFORME DE PRÁCTICAS FÍSICA II
Alumno: Marc Cerdán i Olm

Tutor de prácticas: Juan Carlos Cañadas
Fecha: Abril 2023
Titulación: Ingeniería Eléctrica
Curso: Primero
UNIVERSIDAD NACIONAL DE ESTUDIOS A DISTANCIA (UNED)
ÍNDICE
Resistencia interna de un voltímetro. FEM de una pila. 3
1. Objetivo .............................................................................................................. 3
2. Material .............................................................................................................. 3
3. Fundamento teórico ........................................................................................... 3
4. Método experimental .......................................................................................... 3
5. Resultados ......................................................................................................... 4
Puente Wheatstone. Medida de resistencias……………………………………6

1. Objetivo .............................................................................................................. 6
2. Material .............................................................................................................. 6
4. Método experimental .......................................................................................... 7
5. Resultados ......................................................................................................... 7
6. Conclusiones...................................................................................................... 8
Descarga de un condensador………………………………………………………9
1. Objetivo .............................................................................................................. 9
2. Material .............................................................................................................. 9
4. Método experimental ........................................................................................ 10
5. Resultados ....................................................................................................... 11
6. Conclusiones.................................................................................................... 13
Corriente alterna: estudio del circuito RLC serie……………………………..14

1. Objetivo ............................................................................................................ 14
2. Material ............................................................................................................ 14
3. Fundamento teórico ......................................................................................... 14
5. Resultados ....................................................................................................... 15
6. Conclusiones.................................................................................................... 17
Campo magnético del solenoide. Campo magnético terrestre……………..18

1. Objetivo ............................................................................................................ 18
2. Material ............................................................................................................ 18
5. Resultados ....................................................................................................... 20
6. Conclusiones.................................................................................................... 23
1
Condensador plano. Permitividad relativa……………………………………..24

1. Objetivo ............................................................................................................ 24
2. Material ............................................................................................................ 24
5. Resultados ....................................................................................................... 25
6. Conclusiones.................................................................................................... 26
2
PRÁCTICA 1
Resistencia interna de un voltímetro. FEM de una pila.
1. Objetivo
El objetivo principal de esta práctica es calcular la resistencia interna de un voltímetro,
mediante la medición del voltaje con variación de resistencias del conmutador.
2. Material
Para la realización de esta práctica se ha utilizado el siguiente material:
• Conmutador con regulación de resistencias.

• Cables de conexión con clavijas.
• Voltímetro analógico.
un conmutador, ejerciendo de pila, y un voltímetro analógico. Estos dos aparatos están
conectados mediante cables en los bornes positivo y negativo, de cada equipo.
3. Fundamento teórico
La ley de Ohm relaciona las variables físicas del voltaje (V), la intensidad (I) y la
resistencia (R). Con este principio, sabemos que la FEM (ε) de la pila, que nos da el
voltaje, es igual a la resistencia total del sistema (en este caso, la de la pila y la interna
del voltímetro), ya que están en serie, multiplicada por la intensidad:
ε = i · (R + r)
4. Método experimental
Montamos un circuito con un conmutador y un voltímetro analógico conectado por los
bornes correspondientes, tal y como se puede observar en la siguiente figura.
Figura 1. Conmutador y voltímetro conectados.
Una vez conectados, variamos la resistencia del conmutador en 11 posiciones distintas

y anotamos el valor del voltaje obtenido. De esta forma, analizando el conjunto de datos
3
obtenidos, obtendremos la FEM (ε) del conmutador, así como la resistencia interna del
voltímetro analógico.
5. Resultados
Después de tomar medidas del voltaje por cada resistencia, obtenemos la siguiente
tabla:
Posición R(kΩ) V 1/V

0 infinito 0 infinito
1 1,0 4,6 0,217
2 3,0 3,8 0,263
3 5,0 3,2 0,312
4 6,8 3 0,333
5 8,0 2,6 0,384
6 11,0 2,4 0,416
7 13,0 2,2 0,454
8 15,0 2 0,500
9 18,0 1,8 0,555
10 21,0 1,6 0,625
Con esta tabla construimos una gráfica con la inversa del voltaje (1/V) en el eje de
ordenadas y las distintas resistencias del conmutador en las abscisas como la que se
puede ver a continuación:
RELACIÓN ENTRE LA INVERSA DEL VOLTAJE Y LA RESISTENCIA
0,7
0,6
0,5
0,4
1/V
0,3
0,2
0,1
0
- 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0
Ω
y = 0,0197x + 0,2055
R² = 0,9949
4
Para calcular la FEM (ε) de la pila y la resistencia interna del voltímetro, sabemos que
están expresadas de la siguiente forma:
1 1 1
= 𝑅 +
𝑉 𝜀·𝑟 𝜀
Conociendo la fórmula de la recta de regresión de la gráfica anterior, de la forma
𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑛,
obtenemos los resultados deseados:
ε = 4,866 V
R interna del voltímetro: 10,418 kΩ = 10.418,25 Ω
Conclusión
Finalmente, gracias a ley de Ohm, hemos podido encontrar el valor de la resistencia
interna del voltímetro. Su valor es alto de manera que no afecte a la medida del voltaje
interno del circuito.
Con esta práctica, de montaje y cálculos sencillos, se llega a una valiosa lección en
eléctrica, basada en la relación entre las resistencias internas de los aparatos y su
impacto en las medidas. Indirectamente se aprende que, en un amperímetro, la
resistencia debe ser baja para no influenciar en la corriente del sistema.
5
PRÁCTICA 2
Puente Wheatstone. Medida de resistencias
1. Objetivo
El objetivo principal de esta práctica es llegar a conocer el valor de dos resistencias, Rx
y Ry, mediante la toma de medidas de un circuito particular: el puente de Wheatstone.
2. Material
El material empleado para el desarrollo de esta práctica es el siguiente:
• Caja de resistencias.
• Resistencias de 1 kΩ y 1,2 kΩ, y desconocidas, Rx y Ry.
• Fuente de alimentación.
• Multímetro.
• Cables de conexión con clavijas.
El esquema de montaje es el siguiente:
Figura 2. Esquema de montaje del puente de Wheatstone propuesto.
El fundamento teórico de esta práctica se basa en dos principios fundamentales: la ley
de Ohm, V =I·R (explicada en la práctica 1), y las leyes de Kirchoff.
Centrándonos en este último concepto, son utilizadas cuando la ley de Ohm no es
suficiente para determinar voltajes y corrientes del circuito. Mediante dos conceptos:
- Nodos: puntos de unión de dos o más alambres
- Mallas lazo cerrado en el que la corriente circula en un mismo sentido sin pasar
dos veces por el mismo punto, se establecen dos axiomas:
Primera ley: La suma de las corrientes que entran en un nodo son iguales a la suma de
las corrientes que salen de él. ∑ I = 0.
Segunda ley: La suma algebraica de las caídas de tensión a lo largo de una malla es
igual a 0. ∑ V = 0.
Mediante los principios de las leyes de Kirchoff y la conocida ley de Ohm calcularemos
el valor de las resistencias Rx y Ry desconocidas.
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Cuando el puente de Wheatstone construido se halla equilibrado, es decir, la suma de

las caídas de tensiones entre los puntos C y D es igual a cero, se deduce que
𝑅𝑥 · 𝑅3 = 𝑅2 · 𝑅𝑐
Sabiendo esto, se evidencia que para conocer el valor de las resistencias desconocidas
lo haremos de la siguiente forma:
𝑅2
· 𝑅𝑐 = 𝑅𝑥
𝑅3
Una vez montado el puente Wheatstone pedido, variamos el valor de las resistencias
conocidas y de la caja de resistencias hasta obtener valores que equilibren el puente
(0V).
Anotamos en tablas los distintos resultados de la resistencia de la caja mientras
variamos los valores de las resistencias R2 i R3. Este proceso lo repetimos tanto por la
Rx como para la Ry.
Posteriormente, colocamos las dos resistencias desconocidas en serie y en paralelo
entre ellas con la intención de saber si se cumple que:
- Requivalente en serie es igual al sumatorio de las resistencias.
- La inversa de la Requivalente es igual a la suma de las inversas de las resistencias
en paralelo.
5. Resultados
Los resultados obtenidos de cada una de las resistencias Rx y Ry. son:
Rx sola
R2 R3 Rc Rx Error
1 1 0,975 0,975 0,008
1 1,2 1,198 0,9983333 -0,015
1,2 1 0,814 0,9768 0,007
Ry sola
R2 R3 Rc Ry Error
1 1 1,122 1,122 0,04
1 1,2 1,447 1,2058333 -0,04
1,2 1 0,975 1,17 0,00
Rx i Ry en série
R2 R3 Rc Rxy Error
1 1 2,199 2,199 0,10
1 1,2 1,795 1,4958333 0,80
1,2 1 2,669 3,2028 -0,90
Rx i Ry en paralelo
R2 R3 Rc Ry Error
1 1 0,545 0,545 0,01
1 1,2 0,679 0,5658333 -0,01
1,2 1 0,456 0,5472 0,01
Todas las medidas están expresadas en kΩ
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Así pues, si calculamos la media de cada una de las resistencias, con su respectivo
error, obtenemos los siguientes resultados (expresado en kΩ):
Rx 0,983 ± 0,01
Ry 1,166 ± 0,02
Rxy serie 2,299 ± 0,60
Rxy paralelo 0,553 ± 0,01
Así pues, con tal de demostrar los valores son razonables, calculamos las resistencias
equivalentes en serie y en paralelo para comparar los valores de Rx y Ry:
𝑅𝑥𝑦 𝑒𝑛 𝑠è𝑟𝑖𝑒 = 𝑅𝑥 + 𝑅𝑦
Rx + Ry = 0,983 + 1,166 = 2,149 kΩ
Rxy en serie = 2,299
1 1 1
= +
𝑅𝑥𝑦 𝑒𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜 𝑅𝑥 𝑅𝑦
1/ Rx + 1/Ry = 1,874
Rxy en paralelo = 1,809
De esta forma, quedan resueltas las resistencias desconocidas.
6. Conclusiones
Con esta práctica se ha podido profundizar mas en la ley de Ohm y entender el
funcionamiento de circuitos básicos mediante las leyes de Kirchoff. Aplicando los
conceptos principales de estas leyes, se puede calcular el valor de cualquier resistencia.
Personalmente, he encontrado más difícil conseguir tener el circuito bien armado que
no el cálculo posterior. Creo que la verdadera dificultad de la práctica se basaba en esto.
8
PRÁCTICA 3
Descarga de un condensador
1. Objetivo
El objetivo principal de esta práctica es el de encontrar la capacidad (C) de dos
condensadores desconocidos.
2. Material
Fuente de alimentación, multímetro digital, cronómetro, caja/circuito prefabricado con 2
condensadores, un conmutador para permitir la carga y una resistencia; y cables de
conexión.
Los condensadores nos permiten almacenar y descargar energía gracias a su
composición (2 conductores y un medio aislado entre los dos). El valor de su capacidad
(relación entre la carga y la diferencia de potencial) es constante y propio de cada
condensador.
Las asociaciones entre condensadores siguen el principio de las asociaciones de
resistencias, pero de forma inversa:
1 1 1
En serie: = + En paralelo: 𝐶𝑒𝑞 = 𝐶1 + 𝐶2
𝐶𝑒𝑞 𝐶1 𝐶2
El
interés teórico de esta práctica se centra en la descarga del condensador, expresada
según la siguiente gráfica:
En esta gráfica se pueden apreciar los principales factores para tener en cuenta para el
entendimiento de la práctica. En primer lugar, la relación entre el valor de RC y la
descarga del 37% del total (℮). A este valor de tiempo se le llama tau. Este valor será
calculado experimentalmente y nos ayudará a descubrir la capacidad (C).
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Con el circuito prefabricado y con la ayuda del voltímetro y la fuente de alimentación,
calculamos primero el valor de la resistencia.
Seguidamente, enlazamos con los cables el circuito deseado con cada condensador,
después los dos en serie y finalmente los dos en paralelo.
Con cada una de estas situaciones, nos disponemos a cronometrar el tiempo de
descarga hasta alcanzar tau (el 37% de la carga inicial). En nuestro caso hemos situado
la carga inicial en 10V, por lo que finalizamos la toma de datos en 3,7V.
El valor experimental de la resistencia del circuito/caja es de 244 kΩ.
A continuación, se pueden observar los circuitos en el siguiente orden de arriba a la
izquierda abajo a la derecha: C1, C2, C1C2 en serie, C1C2 en paralelo.
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5. Resultados
Recogemos datos de tensión, cada 15 segundos, de cada una de las cuatro
asociaciones distintas de condensadores:
C1 C2
t V lnV
t V lnV
0 10 2,3025851
0 10 2,30258509
15 9,6 2,2617631
15 9,3 2,2300144
30 9,3 2,2300144
30 8,7 2,16332303
45 9,1 2,2082744
45 8,2 2,10413415
60 8,8 2,1747517
60 7,7 2,04122033 75 8,5 2,1400662
75 7,3 1,98787435 90 8,3 2,1162555
90 6,8 1,91692261 105 8,1 2,0918641
105 6,4 1,85629799 120 7,8 2,0541237
120 6,1 1,80828877 135 7,6 2,0281482
135 5,7 1,74046617 150 7,4 2,00148
150 5,3 1,66770682 165 7,2 1,974081
165 5 1,60943791 180 7 1,9459101
180 4,7 1,54756251 195 6,8 1,9169226
195 4,5 1,5040774 210 6,6 1,8870696
210 4,4 1,48160454 225 6,4 1,856298
225 4 1,38629436 240 6,2 1,8245493
240 3,8 1,33500107 255 6,1 1,8082888
265 3,5 1,25276297 270 5,9 1,7749524
285 5,7 1,7404662
300 5,6 1,7227666
315 5,4 1,686399
330 5,3 1,6677068
345 5,2 1,6486586
360 5 1,6094379
375 4,9 1,5892352
390 4,7 1,5475625
405 4,6 1,5260563
420 4,5 1,5040774
435 4,4 1,4816045
450 4,3 1,458615
465 4,1 1,410987
480 4 1,3862944
495 3,9 1,3609766
510 3,8 1,3350011
525 3,7 1,3083328
11
C1C2 PARALELO C1C2 EN SERIE
t V lnV t V lnV
0 10 2,3025851 0 10 2,3025851
15 9,7 2,2721259 15 9,1 2,2082744
30 9,5 2,2512918 30 8,3 2,1162555
45 9,2 2,2192035 45 7,6 2,0281482
60 9,1 2,2082744 60 6,9 1,9315214
75 8,9 2,1860513 75 6,3 1,8405496
90 8,7 2,163323 90 5,8 1,7578579
105 8,5 2,1400662 105 5,3 1,6677068
120 8,3 2,1162555 120 4,9 1,5892352
135 8,2 2,1041342 135 4,5 1,5040774
150 8 2,0794415 150 4,1 1,410987
165 7,9 2,0668628 165 3,8 1,3350011
180 7,7 2,0412203 180 3,4 1,2237754
195 7,6 2,0281482
210 7,4 2,00148
225 7,3 1,9878743
240 7,2 1,974081
255 7 1,9459101
Una vez obtenidos los anteriores valores, calculamos experimental y teóricamente el

valor de tau. Experimentalmente lo obtenemos de medir el tiempo en el que llega a 3,7V.
Teóricamente la obtenemos de la inversa del valor del pendiente que forma la caída el
logaritmo natural del voltaje respecto el tiempo:
TAU 1 EXP. C1: 257 s TAU T. C1: 1/0,004 = 250 ss

TAU 2 EXP. C2: 525 s TAU T. C2: 1/0.0019 = 526,32 s
TAU 3 EXP. SC1C2: 170 s TAU 3 T. SC1C2: 1/0.0059 = 169,49s
TAU 4 EXP. PC1C2: -- TAU T. PC1C2: 1/0.0014 = 714,29 s
Con estos resultados podemos calcular el valor de la capacidad (C) de los

condensadores, ya que tau = RC, y, por lo tanto, C = tau/R.
CC1 = 1/TAU1 = 0.00102 F
CC2 = 1/TAU2 = 0.00215 F
CC1C2 SERIE = 1/TAU3 = 0.00069 F
CC1C2 PARALELO = 1/TAU4 = 0.00292 F
Y comprobamos los valores con les resultados de las formulas de las capacidades
equivalentes en serie y en paralelo:
Ceq. serie = 0.000069 F Ceq. paralelo = 0.00318 F
12
C1 y = -0,004x + 2,2817 C2 y = -0,0019x + 2,2844

R² = 0,9981 R² = 0,9995
2,5 2,5
2 2
1,5 1,5
1 1
0,5 0,5
0 0
0 100 200 300 0 200 400 600
y = -0,0014x + 2,2885
y = -0,0059x + 2,2932 C1C2 PARALELO
C1C2 SERIE R² = 0,9995
R² = 0,9967
2,5 2,35
2,3
2 2,25
2,2
1,5
2,15
2,1
1
2,05
0,5 2
1,95
0 1,9
0 50 100 150 200 0 100 200 300
6. Conclusiones
En conclusión, la práctica realizada nos muestra como el tiempo de descarga de cada
condensador depende de la capacidad C, única, constante, y dependiente de la
geometría y materiales del condensador.
Personalmente me ha parecido interesante ver la relación entre el logaritmo natural y
algunos fenómenos eléctricos. El valor de tau y su relación con las dos constantes R y
C también son de interés.
13
PRÁCTICA 4
Corriente alterna: estudio del circuito RLC serie
1. Objetivo
El objetivo de esta práctica es llegar a conocer los valores R, L, C mediante el
conocimiento teórico que los relaciona y toma de datos de forma experimental.
2. Material
El material usado para esta práctica es un generador de funciones, amperímetro,
voltímetro, circuito prefabricado RLC y cables de conexión.
Un circuito RLC contiene elementos pasivos ideales ante el paso de corriente alterna.
Dependiendo de la frecuencia a la que se trabaja, estos componentes actúan de una
forma u otra. El conjunto de resistencia que los tres elementos son capaces de imponer
al paso de la corriente se conoce como impedancia (Z).
Debido a que la corriente alterna necesita ser entendida matemáticamente mediante la
representación de números complejos, la impedancia se conoce com el módulo de la
parte real (Resistencia) y la imaginaria (Reactancia). La parte real esta formada por la
resistencia R del sistema, y, la parte imaginaria, esta formada por los dos otros
elementos. La reactancia inductiva viene expresada por el factor de autoinducción de la
bobina (L), y la reactancia capacitiva viene expresada por el factor de capacidad del
condensador (C). La reactancia del sistema está directamente relacionada con el valor
de la frecuencia angular de las ondas de corriente alterna (w).
Así pues, la impedancia (Z), en función de la frecuencia angular (w), viene dada por la
siguiente expresión:
1 2
𝑍 (𝑤) = √𝑅 2 + (𝐿𝑤 − )
𝐶𝑤
Lw = XL = Vector imaginario de inductancia

1 / Cw = XC = Vector imaginario de capacidad
Cuando XL = XC, entonces la Z es mínima y la impedancia es igual a la parte real (R).
En ese momento tenemos que la frecuencia angular vale w0. Es ahí cuando el valor de
L y C están relacionados:
1
𝐿𝑤0 =
𝐶𝑤0
El factor de calidad del circuito (Q) nos determina la agudeza del mínimo del sistema.
14
Durante la realización de la práctica tomaremos medidas de la intensidad necesaria para
que el circuito tenga una tensión de 2V con distintas frecuencias (20, 50, 100, 150, 200,
250, 300, 350, 500, 750, 1250, 1750, y 200) Hz.
Debido a que se puede entender la impedancia como la resistencia total del sistema, la
calcularemos de la misma manera que lo haríamos con la ley de Ohm: Z = V / I.
De esa forma sacaremos un valor de impedancia por cada valor de frecuencia angular
(w = 2πf) y gracias a la representación gráfica, visualmente podremos calcular el punto
mínimo y la recta de regresión posterior a este punto. Con estos pasos, obtendremos R,
L y C.
Finalmente, con el estudio de la intensidad y la diferencia entre w y w0 en todo momento,
llegaremos a calcular el factor de calidad (Q) mediante la formula:
𝑊0
𝑄 =
𝑊2 − 𝑊1
Siendo w2 y w1 los puntos simétricos de la representación logarítmica de la intensidad
y la relación entre cada w y w0.
5. Resultados
Frecuencia (Hz) W (rad/s) Voltaje aplicado (V) Intensidad (mA) Z (Ω) W/W0 Desfase (rad)
19 119,380 2,02 1,3 1553,846 0,063 -1,369
52 326,725 2,01 3,5 574,285 0,173 -1,352
100 628,318 2 6,43 311,041 0,333 -1,135
147 923,628 2,02 9 224,444 0,49 -0,896
202 1269,203 2,01 11,5 174,7827 0,673 -0,579
252 1583,362 2,01 12,8 157,031 0,84 -0,275
300 1884,955 1,98 12,9 153,488 1 0
350 2199,114 2 12,67 157,853 1,166 0,244
500 3141,592 2 9,3 215,053 1,666 0,710
755 4743,804 2 6,8 294,117 2,516 1,041
1250 7853,981 2,01 4,1 490,243 4,166 1,265
1751 11001,857 2,01 2,9 693,103 5,836 1,355
2002 12578,936 1,99 2,5 796 6,673 1,383
W0 = W cuando Z es mínima = 1884,95 rad/s

R = valor mínimo de Z = 153,48 Ω
L = valor del pendiente de la representación gráfica des del punto mínimo = 0,0657 H
C = 1 / L(w0)2 = 0,0000042 F
15
1800
1600 y = 0,0657x
1400
1200
Z(Ohms)
1000
800
600
400
200
0
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
w(rad/s)
Y la representación de la intensidad con la frecuencia en escala logarítmica:
W2 W1
Los valores w1 y w2 son las frecuencias obtenidas cuando I = I0 / √2, siendo I0 la

intensidad cuando el circuito está en resonancia, y, por lo tanto, w/w0 = 1. O lo que es lo
mismo, el ángulo de desfase es 0. I0 = 12,9 mA. I = 9,12 mA.
Siendo w1 = 923,62 rad/s y w2 = 3141,59 rad/s, tenemos que el factor de calidad de este
sistema es:
Q = 0.84985.
16
6. Conclusiones
En conclusión, con esta práctica se han podido apreciar la aplicación de varios
conceptos teóricos. En primer lugar, la relación entre los números imaginarios y los
elementos eléctricos en presencia de la corriente alterna. Por otro lado, también se ha
podido ver la relación entre la frecuencia de las ondas y la intensidad necesaria para
mantener el circuito en el mismo voltaje.
Personalmente me ha parecido más interesante conceptual que empíricamente esta
práctica.
17
PRÁCTICA 5
Campo magnético del solenoide. Campo magnético terrestre.
1. Objetivo
El objetivo principal de esta práctica esta dividido en dos partes. La primera, determinar
el campo magnético terrestre. La segunda, determinar la potencia del campo magnético
de un solenoide a medida que nos alejamos de el por la componente tangencial.
2. Material
Para realizar esta práctica se han utilizado los siguientes materiales: brújula, bobina
plana, fuente de alimentación, gausímetro, cables de conexión y un solenoide.
En sentido teórico, esta práctica se fundamenta en el principio de la ley de Biot en la
que se determina el campo magnético total creado en un punto.
Donde μ0 es la permeabilidad magnética en el vacío (10-7 H/m).
En el caso en el que acumulamos espiras (N), el campo valdrá NdBz:
Y en el caso del solenoide, donde tenemos muchas espiras (N) a lo largo de una longitud
(L), el campo variara entorno a la intensidad que nosotros aplicamos al solenoide. En el
caso de que determinemos el campo magnético del solenoide, vemos que es casi
constante a lo largo del interior, y podemos resumir el valor como Bz= μ0 n I, siendo n =
N/L.
18
En la primera parte de la práctica, seleccionamos tres bobinas, con radios R, situadas
alrededor de una brújula localizada en el centro y estudiamos los grados de variación
de la aguja. Debido a que el campo magnético resultante se expresa en la dirección de
la aguja, anotamos los grados, la intensidad aplicada y la distancia R des de la brújula
hasta la bobina.
En la segunda parte de la práctica, localizamos un solenoide orientado de forma

ortogonal a la dirección N-S, y de forma tangencial E-O. Con una intensidad fija,
situamos el medidor del campo magnético en el interior y medimos el campo a medida
que vamos alejando el medidor del centro. Recogemos los valores del campo y los
graficaos junto a la posición del medidor.
19
5. Resultados
En la primera parte de la práctica, dedicada a calcular el valor del campo magnético
terrestre, se han obtenido los siguientes resultados:
Intensidad Ángulos de Ángulo

R [A] desviación (radianes) tan(θ) Bz [T]
6 0,64 15 0,262 0,268
6 0,99 19 0,332 0,344
6 1,71 28 0,489 0,532
3,57649E-05
6 2,23 35 0,611 0,700
6 3 43 0,750 0,933
6 3,2 44 0,768 0,966
8 0,5 5 0,087 0,087
8 1 10 0,175 0,176
8 1,44 16 0,279 0,287
2,79203E-05
8 2 23 0,401 0,424
8 2,44 27 0,471 0,510
8 2,9 31 0,541 0,601
10 0,52 4 0,070 0,070
10 0,98 9 0,157 0,158
10 1,49 15 0,262 0,268
3,60481E-05
10 2 20 0,349 0,364
10 2,5 24 0,419 0,445
10 3 26 0,454 0,488
y = 0,2813x + 0,072
R= 0,06 m R² = 0,9975
1,200
1,000
tan (angulo)
0,800
0,600
0,400
0,200
0,000
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
Intensidad (A)
20
R= 0,08 m y = 0,2196x - 0,0287

R² = 0,9974
0,700
0,600
tan (ángulo)
0,500
0,400
0,300
0,200
0,100
0,000
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
Intensidad (A)
R = 0,10 m y = 0,1743x - 0,0058

R² = 0,9851
0,600
0,500
tan (ángulo)
0,400
0,300
0,200
0,100
0,000
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
Intensidad (A)
Sabiendo que N =1 y que la permeabilidad es 4πμ0 = 1,25 x 10-6 entonces encontramos

el valor del campo magnético con la siguiente fórmula: tan Bz = μ0 / 2R tan(θ).
Finalmente vemos que los resultados no se alejan mucho del valor real (3 x 10-5 T).
En la segunda parte de la práctica, primero calculamos la permeabilidad del ambiente
Campo Campo
magnético magnético
Intensidad [A] (Bz) [T] corregido (Bz) [T] Offset
0 0 0 0,00214
0,5 0,00169 -0,00045 0,00214
1 0,00132 -0,00082 0,00214
1,5 0,00101 -0,00113 0,00214
2 0,00069 -0,00145 0,00214
2,5 0,00034 -0,0018 0,00214
3 0 -0,00214 0,00214
Sabiendo μ0 = m L / N, siendo m el pendiente de la recta de regresión formada por los

puntos de la siguiente gráfica:
21
y = -0,0007x - 7E-05
Permeabilidad R² = 0,9972
0
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
Campo magnético (Bz) [T]

-0,0005
-0,001
-0,0015
-0,002
-0,0025
Intensidad [A]
Una vez conocido el valor de, y sabiendo que N = 200 y L = 0,4 m, tenemos que μ0 =
1,4 x 10-6.
Después, fijamos la intensidad a 2 A y medimos el campo magnético en distintas
posiciones dentro del solenoide.
Campo
Campo magnético
magnético corregido
Posición z [m] (Bz) [T] (Bz) Offset
0 0,00064 0 0,00064
2 0,00063 -0,00001 0,00064
4 0,00063 -0,00001 0,00064
6 0,00070 6E-05 0,00064
8 0,00074 1E-04 0,00064
10 0,00071 0,00007 0,00064
12 0,00066 2E-05 0,00064
14 0,00067 0,00003 0,00064
16 0,00075 0,00011 0,00064
18 0,0009 0,00026 0,00064
20 0,001 0,00036 0,00064
21 0,0013 0,00066 0,00064
22 0,0016 0,00096 0,00064
22
0,0011
0,0009
Cmpo magnético [T]

0,0007
0,0005
0,0003
0,0001
-0,0001 0 5 10 15 20 25
Posición [m]
6. Conclusiones
Como hemos podido comprobar, el campo magnético terrestre es una constante
dependiendo de la latitud, y el campo magnético en el interior del solenoide es
constante, pero a medida que nos acercamos al final, augmenta exponencialmente.
Personalmente creo que se realizan dos prácticas en una.
23
PRÁCTICA 6
Condensador plano. Permitividad relativa.
1. Objetivo
El objetivo de esta práctica es conocer la permitividad relativa del aire del laboratorio, a
partir de la permitividad del vacío y de un material plástico (metacrilato).
2. Material
Para realizar esta práctica será necesario: un condensador de placas planas, un
multímetro, separadores, placa de metacrilato, cinta métrica y pie de rey.
El fundamento teórico de esta práctica se centra alrededor de la relación de la capacidad
de un condensador y la permitividad, superficie y distancia de separación.
Sabiendo que ε0 = 8,85 x 10-12 F/m y que podremos hallar el valor

de la permitividad deseada.
Primero de todo, calculamos el valor de la capacidad según distintas distancias de
separación entre las dos placas planas de un condensador. Después, hallamos el valor
de la superficie de las placas y, mediante la fórmula anterior, calculamos la permitividad
del vacío (ε0).
Después, calculando la permitividad del plástico, y conociendo la del vacío, podremos
llegar al valor de la permitividad del aire de forma teórica y experimental.
24
5. Resultados
Separamos los condensadores a distintas distancias y anotamos el valor del
capacitador:
C [F] d [m] 1/d [m^-1]

1,26E-10 0,004 250
1E-10 0,005 200
8,4E-11 0,006 166,66
6,1E-11 0,008 117,64
4,6E-11 0,011 90,90
Graficamos la relación entre el inverso de la distancia y la capacidad:
E0 y = 5E-13x + 1E-12
R² = 0,9994
1,4E-10
1,2E-10
1E-10
8E-11
6E-11
4E-11
2E-11
0
0 50 100 150 200 250 300
Sabiendo que el radio de las placas planas es de 9 cm y que el área es de 0,025 m2, ε0
= m / A = 1,96 x 10-12.
Ahora, calculamos las permitividades del metacrilato y del aire de forma experimental:
Capacidad Material Separación Delta(S)/

[F] [m] Delta(d)
2E-10 Aire 0,003 8,48230016
3,5E-09 Metacrilato 0,003 8,48230016
Y sabiendo el valor de la distancia de separación y la permitividad del vacío, calculamos

de forma teórica el valor de la capacidad del aire:
Caire= S/d * ε0 = 2,99 X 10-9
εaire TEÒRICA = C AIRE exp / C AIRE teo = 0,067 F/m
εaire EXPERIMENTAL = C AIRE / C PLÀSTIC = 0,067 F/m
25
6. Conclusiones
Así, con esta práctica se resumen y correlacionan los conceptos de resistividad y
capacidad.
Personalmente es una práctica que realizaría el mismo día que la práctica 3.
26

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INFORME DE PRÁCTICAS FÍSICA II

Alumno: Marc Cerdán i Olm

Puente Wheatstone. Medida de resistencias……………………………………6

Corriente alterna: estudio del circuito RLC serie……………………………..14

Campo magnético del solenoide. Campo magnético terrestre……………..18

Condensador plano. Permitividad relativa……………………………………..24

• Conmutador con regulación de resistencias.

Figura 1. Conmutador y voltímetro conectados.

Una vez conectados, variamos la resistencia del conmutador en 11 posiciones distintas

Posición R(kΩ) V 1/V

RELACIÓN ENTRE LA INVERSA DEL VOLTAJE Y LA RESISTENCIA

Figura 2. Esquema de montaje del puente de Wheatstone propuesto.

Cuando el puente de Wheatstone construido se halla equilibrado, es decir, la suma de

Todas las medidas están expresadas en kΩ

De esta forma, quedan resueltas las resistencias desconocidas.

C1C2 PARALELO C1C2 EN SERIE

Una vez obtenidos los anteriores valores, calculamos experimental y teóricamente el

TAU 1 EXP. C1: 257 s TAU T. C1: 1/0,004 = 250 ss

Con estos resultados podemos calcular el valor de la capacidad (C) de los

C1 y = -0,004x + 2,2817 C2 y = -0,0019x + 2,2844

Lw = XL = Vector imaginario de inductancia

W0 = W cuando Z es mínima = 1884,95 rad/s

Y la representación de la intensidad con la frecuencia en escala logarítmica:

Los valores w1 y w2 son las frecuencias obtenidas cuando I = I0 / √2, siendo I0 la

Donde μ0 es la permeabilidad magnética en el vacío (10-7 H/m).

En el caso en el que acumulamos espiras (N), el campo valdrá NdBz:

En la segunda parte de la práctica, localizamos un solenoide orientado de forma

Intensidad Ángulos de Ángulo

R= 0,08 m y = 0,2196x - 0,0287

R = 0,10 m y = 0,1743x - 0,0058

Sabiendo que N =1 y que la permeabilidad es 4πμ0 = 1,25 x 10-6 entonces encontramos

Sabiendo μ0 = m L / N, siendo m el pendiente de la recta de regresión formada por los

Campo magnético (Bz) [T]

Cmpo magnético [T]

Sabiendo que ε0 = 8,85 x 10-12 F/m y que podremos hallar el valor

C [F] d [m] 1/d [m^-1]

Graficamos la relación entre el inverso de la distancia y la capacidad:

Capacidad Material Separación Delta(S)/

Y sabiendo el valor de la distancia de separación y la permitividad del vacío, calculamos

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