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PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA
Periodo 2022-1
RELACIÓN CARGA-MASA
BOGOTA D.C
2023
2
INFORME DE PRÁCTICA DE LABORATORIO Versión 1.0
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA
Periodo 2022-1
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Entender la expresió n del campo magnético debido a una bobina de Helmholtz.
- Observar experimentalmente el comportamiento de partículas cargadas
eléctricamente dentro de campos magnéticos.
- Determinar experimentalmente mediante el uso adecuado del montaje que incluye la
bobina de Helmholtz, la relació n carga masa para el electró n
MARCO TEORICO
Se desarrollará de acuerdo a preguntas o tó picos que el estudiante debe consultar.
- Fuerza magnética sobre partículas cargadas eléctricamente en movimiento dentro de
campos magnéticos.
RTA/=Cuando una partícula cargada eléctricamente se mueve a través de un campo
magnético, experimenta una fuerza magnética. Esta fuerza es perpendicular tanto a la
direcció n del movimiento de la partícula como a la direcció n del campo magnético. La
fuerza magnética está dada por la ley de Lorentz:
F = q(v x B)
donde F es la fuerza magnética experimentada por la partícula, q es la carga de la
partícula, v es la velocidad de la partícula y B es el campo magnético en el punto donde
se encuentra la partícula.
- Consultar có mo obtener teó ricamente la expresió n que relaciona l carga y masa del
electró n (http://www.uv.es/inecfis/QPhVL/p3/p3_intro.html) , en las condiciones
dadas del montaje experimental entendiendo que me representa cada una de las
variables en la expresió n que se indica a continuació n: mq = R 2 2 V B2
RTA/= La expresió n matemá tica que relaciona la carga y la masa del electró n en el
montaje experimental descrito en el enlace que proporcionaste es:
mq = R^2 * 2V / B^2
Donde:
mq es la relació n entre la masa y la carga del electró n, medida en kg/C.
R es el radio de la trayectoria circular del electró n, medido en metros.
V es la diferencia de potencial entre los dos electrodos, medido en voltios.
B es la intensidad del campo magnético, medido en teslas.
Esta expresió n se obtiene a partir de las fuerzas eléctricas y magnéticas que actú an
sobre un electró n en el montaje experimental descrito, y considerando que la energía
cinética del electró n es igual a la energía potencial eléctrica entre los electrodos. El
procedimiento matemá tico completo para obtener esta expresió n se puede encontrar
en el enlace que proporcionaste
(http://www.uv.es/inecfis/QPhVL/p3/p3_intro.html).
En resumen, la expresió n mq = R^2 * 2V / B^2 relaciona la relació n entre la masa y la
carga del electró n con el radio de la trayectoria circular del electró n, la diferencia de
potencial entre los electrodos y la intensidad del campo magnético.
(4/5) * µ0 * I = 8/5 * µ0 * I
Lo cual es cierto ya que la corriente I es la misma en ambas expresiones, por lo que
podemos concluir que las dos expresiones son equivalentes.
Para demostrar que la unidad del campo magnético B obtenida mediante el aná lisis
dimensional utilizando el sistema S.I es el Tesla, podemos utilizar la expresió n general
para la unidad de campo magnético en el sistema S.I:
[T] = [M] * [L] / [T]^2 * [I]^-1
Donde [T] representa la unidad de campo magnético en el sistema S.I, [M] la unidad de
masa (kg), [L] la unidad de longitud (m), [T] la unidad de tiempo (s) y [I] la unidad de
corriente eléctrica (A).
Reemplazando las unidades correspondientes en la expresió n anterior y
simplificando, obtenemos:
[T] = kg * m / s^2 * A^-1
Lo cual es equivalente a:
[T] = N / A * m^-1
Donde N representa la unidad de newton (kg * m / s^2). Esta es la unidad de campo
magnético en el sistema S.I, conocida como Tesla (T). Por lo tanto, podemos concluir
que la unidad obtenida
BIBLIOGRAFIA:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/equipot.html#:~:text=Las%20l
%C3%ADneas%20equipotenciales%20son%20como,siempre%20perpendiculares%20al
%20campo%20el%C3%A9ctrico.
https://www.studocu.com/co/document/universidad-de-la-sabana/fisica/informe-3-
equipotenciales/5736360
INFORME DE PRÁCTICA DE LABORATORIO Versión 1.0
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA
Periodo 2022-1