(509698782) Informe Relación Carga Masa (2) (1)

December 5, 2017 | Author: Jhonatan Ospina | Category: Mass To Charge Ratio, Magnetic Field, Force, Electron, Electricity
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Descripción: Fisica electrica y magnetismo...

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UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

RELACIÓN CARGA MASA

Johan Barajas Jonathan Minotta Sebastian Torres Wilson Nieto

Informe de laboratorio

Professor: Jorge Galan

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FÍSICA ELECTRICIDAD Y ELECTROMAGNETISMO 29 DE ABRIL DEL 2014

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL ● Determinar experimentalmente la relación carga –masa para el electrón.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ● Entender la expresión 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 relación carga masa para el electrón.

MARCO TEÓRICO La fuerza magnética que actúa sobre una partícula cargada que se mueve a través de un campo magnético es siempre perpendicular a la velocidad de la partícula. Por tanto la fuerza magnética modifica la dirección de la velocidad, pero no su magnitud. Los campos magnéticos no realizan trabajo sobre las partículas y no modifican su energía cinética. Cuando una partícula cargada se desplaza por campos eléctricos o magnéticos se aplican las dos leyes siguientes:

(Ley de la fuerza de Lorentz Segunda ley de Newton del movimiento) Donde F es la fuerza aplicada a la partícula cargada (ión), m es la masa de la partícula, a es la aceleración, Q es la carga eléctrica, E es el campo eléctrico, y v × B es el producto vectorial de la velocidad del ión y la inducción magnética. Si el campo es uniforme la fuerza es constante y también lo es la aceleración, aplicando las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado podemos obtener la velocidad de la partícula en cualquier instante o después de haberse desplazado una determinada distancia. El electronvoltio es una medida de energía, referente a la energía cinética que adquiere un electrón cuando es acelerado por una diferencia de potencial de 1 voltio. Este, equivale a .El electronvoltio no es más que una unidad adecuada para las mediciones en un acelerador y la física de altas energías. Muchas veces se emplean notaciones como MeV, GeV, TeV. El potencial del campo eléctrico en un punto se define como una magnitud cuyo valor coincide con el de la energía potencial que tendría el sistema cuando en ese punto del campo se colocara una unidad de carga positiva. De acuerdo con esto, el procedimiento seguido para obtener el valor del potencial eléctrico en cualquier punto alrededor de una carga, Q, comienza colocando ahí una pequeña carga de prueba o carga testigo, q. Seguidamente se ha de dividir la energía potencial del sistema obtenido (formado por ambas cargas, Q y q) entre la carga testigo, q. Es decir:

Expresión teórica que relaciona la carga y masa del electrón

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La segunda expresión es válida sólo cuando las dos bobinas están separadas una distancia R.

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Materiales: ● Montaje que incluye bobina de Helmholtz, Tubo con Hidrógeno donde se mueven electrones. ● Fuentes de alto voltaje y corriente. ● Amperímetro, Voltímetro. ● Regla.

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 a Bobinas de Helmholtz  b Tubo de rayo electrónico filiforme  c Dispositivo de medición Descripción de la práctica: Para el desarrollo de esta práctica (Carga Masa) el docente dio una breve explicación de lo que es un campo magnético debido a una bobina de Helmholtz y el uso adecuado de este montaje para hallar experimentalmente la relación carga masa para el electrón. Posterior a esto el profesor indicó que como solo había una bobina de Helmholtz, el desarrollo de esta práctica se dividiría en 3 partes ya que hay 3 grupos. El primer grupo haría la parte experimental utilizando un voltaje constante, variando el radio y la corriente donde esta no podría superar los 3 Amperios, el segundo grupo tendría una corriente constante, cambiando el radio y el voltaje, y finalmente el tercer grupo tomaría diferentes datos tanto para el voltaje, la corriente y el radio. Cada grupo debería tomar como mínimo 5 datos de cada experimento. Por otra parte a nosotras nos correspondió utilizar un voltaje constante y variar la corriente y el radio, donde se tomaron los siguientes datos:

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VALOR TEÓRICO

1

2

3

4

5

DATOS ORDENADOS CON I DE MENOR A MAYOR

Análisis de resultados: Poniendo en práctica la ecuación para hallar el campo magnético de los datos adquiridos en el laboratorio, es notable que la relación inversamente proporcional entre el radio y el campo se cumple a cabalidad al comparar los valores resultantes de la ecuación utilizada. Al analizar las tablas de datos, se observó que no hay un patrón entre las variables, o es interrumpido. Poniendo los valores de la corriente de menor a mayor, se puede observar que el diámetro va disminuyendo mientras la corriente va aumentando; esto puede significar un máximo notable en el diámetro al aplicar cierta cantidad de corriente; siendo 3A el máximo valor permitido para la bobina de Helmholtz.

Análisis de errores: Uno de los factores que pueden influir en el porcentaje de error, es la imprecisión humana al tomar la medida del diámetro con la “regleta”, ya que, la persona que tomó el dato quizás no estaba perfectamente alineada al aparato y se pudo cometer un error en la ubicación del mismo (error de paralaje).

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CONCLUSIONES ● Una bobina de Helmholtz es un dispositivo para la producción de una región de campo magnético casi uniforme. ● Se comprobó experimentalmente por medio del montaje de la bobina de Helmholtz, la relación carga masa para el electrón y el comportamiento de partículas cargadas eléctricamente dentro de campos magnéticos. ● Se comprobó experimentalmente que el radio es inversamente proporcional a la corriente, ya que si está aumenta el radio disminuye, y si la corriente disminuye el radio aumenta. ● El valor del radio de curvatura de dicha trayectoria de los electrones emitidos y los valores del voltaje y la corriente eléctrica que crea el campo magnético en las bobinas de Helmholtz, permite realizar el valor de la relación carga masa del electrón.

BIBLIOGRAFÍA

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