ingeniería mecánica eléctrica (ime) .3 ingeniería mecánica eléctrica (ime) ... la elaboración

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    IngenIera MecnIca elctrIca (IMe)

    UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MEXICOFACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLN

    Electricidad y Magnetismo(Prcticas de laboratorio)

    Ingeniera Mecnica Elctrica (IME)

    Ramn Osorio GaliciaJaime Rodrguez MartnezPedro Guzmn TinajeroFernando Guerra Parra

    Francisco Rodrguez LpezGuillermo Santos Olmos

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    IngenIera MecnIca elctrIca (IMe)

    UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MEXICOFACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLN

    DEPARTAMENTO DE FSICASECCIN DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

    Electricidad y Magnetismo(Prcticas de laboratorio)

    Asignatura: Electricidad y MagnetismoClave: 0071

    Carrera: Ingeniera Mecnica ElctricaClave: 111-26

    Autores:Ramn Osorio Galicia

    Jaime Rodrguez MartnezPedro Guzmn TinajeroFernando Guerra Parra

    Francisco Rodrguez LpezGuillermo Santos Olmos

    Revisin: Agosto 2011

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    IngenIera MecnIca elctrIca (IMe)

    Indice

    NDICE

    INTRODUCCIN....................................................................................................................................................................7

    BREVE HISTORIA DEL ELECTROMAGNETISMO................................................................................................9

    REGLAMENTO INTERNO DEL LABORATORIO DE FSICA........................................................................13

    PRCTICA NO. 1Carga elctrica, campo y potencial elctrico.........................................................................................................................19

    PRCTICA NO. 2Capacitancia y capacitores.................................................................................................................................................. .......33

    PRCTICA NO. 3Constantes dielctricas y rigidez dielctrica..........................................................................................................................47

    PRCTICA NO. 4Resistencia hmica, resistividad y Ley de Ohm...................................................................................................................59

    PRCTICA NO. 5Fuentes de fuerza electromotriz (Parte 1) (Uso y manejo del osciloscopio).................................................................73

    PRCTICA NO. 6Fuentes de fuerza electromotriz (Parte 2)............................................................................................................................83

    PRCTICA NO. 7Leyes de Kirchhoff y circuito R.C. .........................................................................................................................................93

    PRCTICA NO. 8Campos magnticos estacionarios........................................................................................................................................103

    PRCTICA NO. 9Ley de la induccin electromagntica de Faraday y circuito RL.....................................................................................115

    PRCTICA NO. 10Propiedades magnticas ..........................................................................................................................................................127

    BIBLIOGRAFA.....................................................................................................................................................................135

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    IngenIera MecnIca elctrIca (IMe)

    INTRODUCCIN

    El presente manual forma parte de la actualizacin de prcticas de la asignatura de Electricidad y Magnetismo. Las prcticas han sido modificadas y actualizadas de acuerdo al programa de la asignatura, dando como resultado la elaboracin de 10 prcticas, siete sobre los temas de Electricidad y tres para Magnetismo. Debido al cambio tecnolgico, se requiere una constante actualizacin de prcticas tradicionales y establecimiento de nuevos procedimientos y mtodos.

    Cada prctica cubre varios temas del programa y est dividida en: Cuestionario previo Objetivos Fundamentos tericos Desarrollo Cuestionario Conclusin

    CUESTIONARIO PREVIOTiene como objetivo que el alumno evale sus conocimientos previos para el buen desarrollo de la prctica.

    FUNDAMENTOS TERICOSSe proporcionan los conocimientos bsicos de los fenmenos fsicos que se presentan durante el desarrollo de la prctica, lo que permitir que el alumno reafirme lo adquirido en la asignatura terica y de esta forma pueda hacer un anlisis de los resultados obtenidos en la prctica y alcanzar los objetivos establecidos.

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    IngenIera MecnIca elctrIca (IMe)

    BREVE HISTORIA DEL ELECTROMAGNETISMO

    El Electromagnetismo abarca tanto la Electricidad como el Magnetismo, y su alcance e importancia se hacen evidentes mediante la siguiente cronologa:Tales de Mileto (Filsofo griego, 636-546 a.C.), 600 aos antes de Cristo observ que al frotar mbar con seda el mbar adquira la capacidad de atraer partculas de paja y pelusa. La palabra griega para el mbar es electrn y de ella se derivan los trminos Electricidad, Electrn y Electrnica. Tambin ese Filsofo observ la fuerza de atraccin entre trozos de una roca magntica natural llamada imn que se encontr en un lugar de Magnesia, de cuyo nombre se derivan las palabras magneto y magnetismo. Sin embargo, estas observaciones se tomaron de manera filosfica y pasaron 22 siglos para que estos fenmenos fuesen investigados en forma experimental.William Gilbert (Fsico ingls, 1540-1603), alrededor del ao 1600 realiz los primeros experimentos acerca de los fenmenos elctricos y magnticos; adems, invent el electroscopio y fue el primero en reconocer que la Tierra misma es un gigantesco imn.Benjamn Franklin (Estadista y cientfico estadounidense, 1706-1790) determin que existen cargas positivas como negativas, tambin invent el pararrayos.Charles Augustin Coulomb (Cientfico francs 1736-1806) utiliz la balanza de torsin con la cual estableci la Ley de Fuerzas Electrostticas.Karl Frederick Gauss (Matemtico alemn, 1777-1851) formul el teorema de la divergencia relacionando un volumen y su superficie.Alessandro Volta (Italiano, 1745-1827) invent la pila voltaica.Hans Christian Oersted (Dans, 1777-1851) descubri que toda corriente elctrica da origen a un campo magntico.Andre Marie Ampere (Fsico francs, 1775-1836) invent el solenoide para producir campos magnticos.George Simn Ohm (Alemn, 1787-1854) formul la ley que lleva su nombre, la cual relaciona voltaje, corriente y resistencia.Michael Faraday (Ingls, 1791-1867) demostr que un campo magntico variable en el tiempo induce una corriente en un circuito conductor.Joseph Henry (Estadounidense) en 1831 invent el relevador y el telgrafo elctrico.James Clerk Maxwell (Ingls 1831-1879) generaliz la Ley de Ampere y como consecuencia unific las leyes que rigen el electromagnetismo clsico. Adems, postul que la luz es de naturaleza electromagntica.Heinrich Hertz (Fsico alemn 1857-1894) pionero en la transmisin de ondas de radio.Thomas Alva Edison (Estadounidense 1847-1931) invent la lmpara incandescente y los primeros sistemas de transmisin de energa elctrica de corriente continua.Nikola Tesla (Yugoslavo 1856-1943) desarroll los primeros sistemas de transmisin de energa elctrica de corriente alterna. Tambin invent el motor de induccin.

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    IngenIera MecnIca elctrIca (IMe)

    OBJETIVO DE LA ASIGNATURA

    Analizar los conceptos, principios y leyes fundamentales del electromagnetismo y desarrollar en el alumno su capacidad de observacin y habilidad en el manejo de aparatos en el laboratorio, a fin de que puedan aplicar esta formacin en problemas relacionados en las asignaturas consecuentes y en la prctica profesional.

    OBJETIVO DEL CURSO EXPERIMENTAL

    Desarrollar la capacidad de observacin y la habilidad del estudiante en el manejo de dispositivos experimentales, para la correcta realizacin de experimentos relacionados con fenmenos elctricos y magnticos como antecedente en su formacin y prctica profesional.

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    IngenIera MecnIca elctrIca (IMe)

    UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLN

    DEPARTAMENTO DE FSICA

    REGLAMENTO INTERNO DEL LABORATORIO DE FSICA

    CDIGO: S/C

    OBJETIVOEstablecer los lineamientos de funcionamiento del laboratorio para que los profesores, alumnos y personal admi-nistrativo, puedan aplicar el mtodo cientfico en la realizacin de las prcticas.

    ALCANCEAplica a las siguientes asignaturas terico-prcticas de las carreras que se imparten en la Facultad: Electricidad y Magnetismo y ptica de IME; Fsica II y Mecnica de Ingeniera Agrcola; Electromagnetismo y Fsica de Ondas de Ingeniera Qumica; Fsica II y Fsica III, ambas de Qumico y Qumico Industrial; y Qumica de Materiales Cermicos de Qumico.Para dar cumplimiento a dicho objetivo es necesario llevar a cabo, en apego estricto, los siguientes lineamientos:

    1. El aviso para inscripciones a los laboratorios de Fsica se publicar oportunamente especificando lugar, fecha y horario de atencin.

    2. Para poder inscribirse, el alumno deber presentar su tira de materias con las asignaturas respectivas e identificacin oficial vigente.

    3. La inscripcin a los laboratorios se realizar nicamente en la fecha establecida (despus del periodo de altas y bajas).

    4. El jefe de seccin entregar a cada profesor la relacin de alumnos inscritos, antes de la primera sesin.

    5. Las prcticas de laboratorio iniciarn despus del periodo de altas y bajas, finalizando en la pe-nltima semana de clases, de acuerdo al programa de prcticas de laboratorio, lo cual ser publicado oportunamente.

    6. En cada sesin se deber realizar una sola prctica, para poder cumplir con los objetivos de la misma.7. En la primera sesin de prcticas, el profesor presentar su plan de trabajo y dar a con

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