EXPERIMENTOS DE LABORATORIO

EXPERIMENTOS DE LABORATORIO:
Los experimentos son parte insustituible del quehacer científico. En el aprendizaje de la ciencia es también
insustituible la experiencia personal de algunos experimentos. No es lo mismo ver algo que oír su descripción.
Los experimentos que proponemos tienen varias finalidades. Una de ellas, la principal es proporcionar la
experiencia personal de ciertos fenómenos. Añadida a ésta, de modo complementario, podemos iniciar una
afición a los circuitos, más variados y complejos, que puede derivar en la electrónica, con materiales, de venta
en comercios especializados, pero asequibles de precio.
El material adecuado para hacer los montajes son las placas Protoboard con múltiples orificios, algunos de ellos
conectados por la parte inferior y otros aislados. Allí se introducen los conectores de los condensadores, las
resistencias, los transistores, los diodos, etc y se pueden conectar entre sí del modo que deseemos. Se pueden
hacer las conexiones mediante unos elementos de plástico denominados fichas, con unos tornillos para hacer
presión o simplemente con cables que se retuercen entre sí.
CIRCUITOS SERIE PARALELO:
¿Con qué intensidad brillan las lamparitas?
Circuito1:
Circuito2
Circuito3
Materiales
Bombillas de 6´3 V, 0´1 A y sus correspondientes casquillos
Pila de 9 voltios con su portapilas
Conectores...
Descripción
Se trata de hacer los montajes vistos en teoría. Es conveniente hacerlo progresivamente, de la situación más
sencilla a la más complicada. Partiendo de una bombilla y la pila, añadir una bombilla en serie, añadir una
bombilla en paralelo con ésta última. Es importante haber visto el cambio de brillo que experimentan las
bombillas. Todo el mundo espera que las que están en paralelo luzcan menos que antes, pero suele sorprender
que la que queda sola, en serie con el conjunto de las dos en paralelo, luzca más que antes.
COMPROBACION DE LA CONDUCTIVIDAD DE ALGUNOS MATERIALES:
Materiales
Bombilla con su casquillo...
Pila de 9 voltios con su portapilas...
Conectores...
Materiales diversos para probar.
Descripción
Montar un circuito con pila, bombilla, dejando un espacio, a, b para conectar en él diversos materiales para
comprobar si conducen la corriente o no.
RELACIONES ELECTROESTATICA Y ELECTRODINAMICA:
Observar fenómenos de electrostática en que haya descarga de un cuerpo cargado y producción de algún efecto
de tipo electrodinámico, por ejemplo la descarga de un electróforo a través de una lámpara de neón, la carga
de un electroscopio a través de un conductor; carga de un condensador mediante una pila y descarga a través
de una lámpara de neón; carga de un condensador con una pila y posterior descarga a través de un diodo led;
En resumen, tratar de producir con una pila, efectos típicamente electrostáticos y con aparatos electrostáticos,
efectos típicamente de conducción eléctrica para ver que es plausible la hipótesis de que la corriente de
nuestros circuitos está formada por cargas eléctricas en movimiento.
Algunos de estos experimentos solo podrán hacerse el el laboratorio pues hace falta un material algo
especializado pero los alumnos interesados pueden construírselos ellos mismos
A) Construcción de un Electróforo:
Materiales:
Cartón de unos 25 cm de diámetro (mejor si se usa un disco de aluminio o madera barnizada); hoja de papel
aluminio; mango aislante (20 cm de tubo plástico de pvc); hoja de plástico gruesa (para empaquetar tapas de
libros, etc.), prenda de lana, trozo de fieltro de un sombrero viejo, etc..
Introducción:
Este experimento consiste de un aparato electrostático, se llaman máquinas electrostáticas a todos los aparatos
capaces de generar de modo continuo, cantidades notables de cargas eléctricas con un alto potencial eléctrico.
Estos aparatos siempre han llamado la atención, especialmente en las Ferias de Ciencias. Existen máquinas
como el generador de Van De Graaff, de Wimshurst, de Kelvin etc. Pero para trabajos en laboratorios y
demostraciones simples en las aulas o el colegio la más fácil y más recomendada de estas máquinas es el
Electróforo de Volta.
Cómo se Hace
Primero se recorta un disco de cartón con un diámetro de 25 cm. Se cubre una de sus caras con papel
aluminio, antes se debe colocar en el cartón un pegamento, sobrando cerca de 5cm en todo el contorno. Este
exceso se dobla y encola en la otra cara (antes se hacen con los cortes necesarios para facilitar el doblez).
Toda esta tarea no será necesaria si se pudo conseguir el disco de aluminio.
El papel de aluminio que se usa es el que viene en rollos para cocina.
Al centro de este disco y en el lado en que se dobló el sobrante del papel de aluminio se pega un tubo de
plástico de unos 20 cm de longitud. El tubo puede ser fijado con pegamento u otros medios como tornillos de
cabeza plana.
Procedimiento
El electróforo de Volta funcionará bien en días secos. En caso contrario se debe usar un secador de cabello,
simplemente se sopla sobre todo el conjunto por un buen rato y luego se procede a llevar a cabo el
experimento.
Para operar el electróforo, se coloca la hoja de plástico sobre una mesa y se frota bien su superficie con un
trozo de tela de lana, trozo de fieltro de un sombrero, etc. Se apoya el disco sobre el plástico, sujetándolo por
el mango aislante. Con el disco sobre el plástico, se toca el papel aluminio con el dedo. Esto permite el paso
de la carga eléctrica del disco a nuestro cuerpo y a tierra.
Luego de retirar el dedo levantamos por el mango aislante, el disco estará cargado (electrizado) y su carga
se podrá utilizar para realizar varios experimentos como: encender una pequeña lámpara de neón (NE-2),
producir pequeñas chispas, mover la aguja de un electrómetro, cargar una botella de Leyden, hacer girar un
molino eléctrico, atraer la esferita de un péndulo electrostático, curvar el chorro de agua que cae de una
pileta, separar las hojas de un electroscopio etc.
Después de usar el disco en algún experimento, este se descargará. Para volver a cargarlo basta con colocarlo
nuevamente sobre la hoja de plástico, tocar con el dedo el borde de aluminio y quitarlo de la hoja de plástico.
No es necesario frotar la hoja de plástico, pues no pierde su carga (a menos que el ambiente este húmedo).
Modelo Simplificado
Un modelo simple de electróforo se puede construir utilizando un plato de aluminio descartable, un vaso de
plastoform (o plástico) como mango aislante y un plato de plastoform, tal como se ve en la fotografía.
Para hacerlo funcionar se siguen los mismos pasos arriba descritos.
Carga y descarga de un electróforo a través de una lámpara de neón
Carga
Descarga
B) Construcción de un Electroscopio.
Materiales:
Necesitarás un rotulador de plástico, hilo, un bote de vidrio, un tapón de corcho para el bote o en su defecto
una tapa de cartulina para el mismo, cinta adhesiva, papel de aluminio, tijeras, una cartulina, un alambre de
pincho moruno.
Instrucciones:
1.-Construye dos rectángulos con el papel de aluminio y únelos con un hilo y con cinta adhesiva.
2.-A continuación atraviesa el tapón de corcho o la tapa de cartulina para el bote (realizada por ti) con el
alambre de pincho moruno, dejando la arandela fuera del bote.
3.-Une el extremo inferior del alambre con el hilo de forma que queden los dos rectángulos a la misma
distancia.
IMPORTANTE: Comprueba que los rectángulos de aluminio no tocan la base del bote.
4.-Tapa el bote.
5.-Toca el extremo exterior del Electroscopio con un objeto que esté “cargado” eléctricamente (por ejemplo,
una barra de PVC cargada) y comprueba qué es lo que ocurre.
6.-Comprueba qué es lo que pasa si realizas la misma experiencia con un imán en lugar de con un objeto
“cargado de electrones”.
RECUERDA: Para “descargar” el Electroscopio tienes que “absorber” los electrones de más con tu cuerpo.
Carga de un electroscopio a través de un conductor
CAPACITORES Y LEDS:
Carga de un condensador mediante una pila y descarga del mismo a través de un diodo led
Materiales
Diodo led
Condensador electrolítico de 50 μF (este valor no es muy importante)
Pila de 9 V o de 4´5 V y sus correspondientes cables de conexión con su portapilas
Conectores
Descripción
Cargamos el condensador tocando el terminal a de la pila al b del condensador. Retiramos el terminal a de la
pila. El condensador está cargado y ahora tocamos muy brevemente el terminal c del led con el b del
condensador cargado y el diodo lucirá y el condensador se habrá descargado. Si lo volvemos a tocar no pasará
nada.
Repetir las operaciones.
Circuito:
PILAS CASERAS:
a) Pila construida con un limón
Conseguir una tira de cobre y otra de cinc. El cinc puede conseguirse de la carcasa de una pila seca. Clavarlos
profundamente en el limón, sin que se toquen y conectarlos a un amperímetro en la escala preparada para la
mínima intensidad.
b) Pila construida con dos monedas
Se utilizan dos monedas de metales diferentes lijadas con lija fina o lana de acero. Se coloca entre las mismas
un trozo de papel absorbente empapado en agua salada. Se conectan a los terminales de un amperímetro y se
aprietan una contra otra.
TRABAJANDO CON CIRCUITOS:
Comprobación de la ley de Ohm:
Se trata de comprobar que el cociente V/I en un conductor es constante. Se haría con un montaje como el de la
figura. Se debe variar la fuerza electromotriz del generador. Hay varios modos de hacerlo. No destacamos
ninguno porque esta práctica debe hacerse en el laboratorio y depende de los materiales que allí se tengan.
Recogemos las medidas en una tabla
V
I
Las representamos gráficamente:
A la vista de la gráfica, añadimos una tercera fila a la tabla en la que calculamos el cociente V/I y vemos que es
prácticamente constante.
V
I
V/I
Comprobación de que los instrumentos de medición perturban al circuito:
En este caso se trata de montar un circuito con resistencia y amperímetro y comprobar que al añadir otro
amperímetro, se altera un poco el valor de la medida que daba el primero.
Evidentemente el efecto será mayor cuanto menor sea el valor de la resistencia R del circuito y cuanto mayores
sean las resistencias internas de los amperímetros.
La resistencia depende de la temperatura
Mide la resistencia del filamento de una bombilla de 100 W, 220 V, cuando se conecta a una pila de 9 V y
calcula esa misma resistencia, cuando se conecta la bombilla a 220 V (en este caso no la midas porque 220 V
es un voltaje peligroso).
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