D3.9.4.7 - LD Didactic

D 3.9.4.7
Procesos de conducción eléctricos
Procesos de conducción en el vacío
Rayos electrónicos en campos magnéticos cruzados
Ensayos demostrativos en Física
Tubo de Perrin
Objetivo del ensayo
1. Estudio de la desviación de un rayo electrónico en campos magnéticos cruzados.
Montaje
- Aumente la frecuencia f1 hasta aprox. 50 Hz y observe
nuevamente la mancha luminosa. Luego regrese la tensión del
generador de funciones a 0 V.
- Para crear un campo alterno vertical ( f2 = 50 Hz) encienda el
transformador variable de tensión extrabaja e incremente
lentamente la tensión hasta 6 V.
- Observe la mancha luminosa sobre la pantalla.
- Sin cambiar la frecuencia f1 aumente nuevamente la tensión del
generador de funciones hasta aprox. 2,5 V. Luego ajuste otras
frecuencias.
- Observe la figura sobre la pantalla
Observación
Instrucciones de seguridad:
El tubo de Perrin puede ser dañado por conexión errónea y por
tensiones y corrientes muy altas.
Tenga en cuenta las especificaciones para la conexión y datos
técnicos que se indican en las instrucciones de servicio 555 622.
Equipo
1 Tubo de Perrin ............................................................. 555 622
1 Portatubo ..................................................................... 555 600
1 Par de bobinas de Helmholtz ....................................... 555 604
1 Fuente de alimentación de alta tensión de 10 kV ......... 521 70
1 Transformador variable de tensión extrabaja S ............ 521 35
1 Generador de funciones S 12....................................... 522 621
1 Bobina de 500 espiras.................................................. 562 14
1 Juego de tacos distanciadores ..................................... 300 761
2 Cables de experimentación de seguridad..................... 500 641
2 Cables de experimentación de seguridad..................... 500 642
2 Cables de experimentación de seguridad..................... 500 644
2 Cables de experimentación de seguridad..................... 500 621
2 Cables de experimentación de seguridad..................... 500 622
2 Cables de experimentación de seguridad..................... 500 611
Realización del ensayo
Nota:
Para ver mejor las figuras de Lissajous sobre la pantalla del tubo de
Perrin se recomienda realizar el ensayo en un ambiente ligeramente
oscuro.
Los resultados de los ensayos D 3.9.4.4.a y D 3.9.4.4.b (Desviación
de un rayo electrónico en un campo magnético) deben ser conocidos.
KR 209
- Encienda la fuente de alimentación de alta tensión y aumente la
tensión hasta que aparezca la mancha luminosa del rayo
electrónico sobre la pantalla del tubo de Perrin.
Si a las bobinas de Helmholtz se les aplica una tensión alterna con
una frecuencia f1 de 1 Hz, la mancha luminosa se mueve en
dirección vertical sobre la pantalla de arriba hacia abajo y viceversa.
Si se incrementa lentamente la tensión, aumenta la desviación de la
mancha luminosa hacia arriba y hacia abajo.
Después de elevar la frecuencia hasta 50 Hz se observa una línea
vertical.
Si a la bobina de tensión extrabaja se le aplica una tensión alterna
con una frecuencia f2 de 50 Hz en la pantalla del tubo se ve una
línea horizontal.
Al aumentar la tensión se alarga la línea horizontal uniformemente
hacia la izquierda y hacia la derecha.
Si tanto a la bobina de tensión extrabaja como a las bobinas de
Helmholtz se aplica una tensión alterna con una frecuencia de 50 Hz,
en la pantalla aparece una elipse que gira.
Si uno varía la frecuencia f1 del generador de funciones se verán
otras figuras.
Evaluación
Si un rayo electrónico se mueve entre dos campos magnéticos
alternos cuyas líneas de campo transcurren verticalmente entre si, en
la pantalla se verán figuras que giran. Estas son conocidas como las
figuras de Lissajous.
Cuando las frecuencias de ambos campos son iguales, la figura de
Lissajous toma la forma de un círculo o de una elipse. Si la relación
de frecuencias cambia se obtienen otras figuras. La desviación
horizontal y vertical de las figuras de Lissajous sobre la pantalla
depende de las tensiones aplicadas.
Nota:
A partir de las figuras de Lissajous se puede analizar una tensión
alterna cualquiera aplicada a las bobinas de Helmholtz en su valor
absoluto y frecuencia colocando una escala en la pantalla del tubo y
aplicando en la bobina de tensión extrabaja una tensión alterna
conocida en su valor absoluto y frecuencia.
De esta forma el montaje experimental puede ser utilizado como
modelo de osciloscopio.
- Para crear el campo magnético alterno horizontal encienda el
generador de funciones y regule una tensión de salida de aprox.
2,5 V con una frecuencia f1 de aprox.1 Hz.
- Observe la mancha luminosa sobre la pantalla.
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