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Instrumentos de Medición ● Galvanómetro: Es un instrumento muy sensible, utilizado tanto para la detección y medición de corrientes pequeñas. Características: es una bobina de cuadro móvil sometida a la acción de un campo magnético. Cuando la corriente recorre el arrollamiento de la bobina, ésta acusa la interacción de la corriente con el campo (que se encuentra fijo), produciéndose el giro de aquella, la cual está solidaria a una aguja. Su objetivo es proteger al equipo de las excesivas corrientes. ● Amperímetro: Es un instrumento que se utiliza para medir la intensidad de la corriente que circula por un conductor eléctrico. Con respecto a la forma correcta de conectarlo, deberá estar en serie con la carga o consumo, de tal forma que a través del mismo solo pase la corriente que se trate medir. Deberá poseer una resistencia interna lo más baja posible, a fin de disminuir el error por consumo propio del instrumento. Internamente los amperímetros cuentan con resistencias conectadas en paralelo (denominadas shunts), convenientemente escogidas, a través de las cuales pasa la mayor parte de la corriente, mientras que el resto circula por la bobina propiamente dicha del aparato. ● Voltímetro: Es un instrumento que permite medir diferencias de potencial o voltaje entre dos puntos de un circuito conductor. La conexión debe ser realizada en paralelo con la carga o consumo. Para no desviar apreciablemente la corriente, el voltímetro debe poseer una resistencia interna elevada (tal que Iv ≅ 0), colocada en serie con la bobina del instrumento. Esto tendrá como resultado que el instrumento producirá menos error por consumo propio. El voltímetro podrá ser convertido en un instrumento de escalas múltiples, si se adicionan en serie con el mismo, resistencias adicionales (llamadas multiplicadoras). ● Ohmímetro: Es un instrumento que mide la resistencia de un elemento conductor. Internamente poseen una fuente de tensión constante que alimenta el circuito cuya resistencia se desea conocer. La polaridad del circuito aquí no interesa; es decir, la resistencia puede ser conectada en cualquier extremo a cualquier polaridad del instrumento. ● Puente de Wheatstone: Es un instrumento que sirve para medir en forma precisa y rápida, el valor de una resistencia cualquiera. Consta de tres resistencias conocidas exactamente, la cuarta resistencia es la resistencia incógnita que queremos medir. Posee también una rama central donde va conectado un galvanómetro y la corriente es nula. Capacitor o Condensador: Son 2 placas paralelas de área A, separadas una distancia d, y con potencial eléctrico V1 y V2 distintos y con cargas + Q y - Q. Capacidad o Capacitancia: Es la unidad de carga por unidad de potencial. Tiene la capacidad de poder almacenar energía por medio de un campo eléctrico. Variación del Índice de Refracción con la Temperatura y la Presión: Para la mayoría de los líquidos orgánicos, un incremento de 1°C causa una disminución de n que varía entre 3,5 y 5,5. 10-4 En el caso de sólidos la variación de n con la temperatura es mucho menos uniforme, pero siempre es menor que la de los líquidos. Para los líquidos se puede utilizar la siguiente fórmula con la que se obtienen valores aproximados: nt = ntº - 4,5.10-4(t – tº) Donde tº es la temperatura de calibración del aparato y t la temperatura a la que se realizó la medición. Variación del Índice de Refracción con la Concentración: Se observa experimentalmente que el índice de refracción varía con la concentración de la solución en estudio. Esta propiedad es utilizada para conocer concentraciones de soluciones a partir de la medición de n, dependen de la influencia recíproca de soluto y solvente. Refractómetro: El refractómetro se utiliza para medir el índice de refracción de sólidos y líquidos translúcidos, permitiendo de esta manera: ● Identificar una sustancia ● Verificar la pureza de una muestra ● Analizar el porcentaje de un soluto en una solución ● Otros análisis cualitativos Funcionamiento del Refractómetro: Está dado por el hecho de que sólo parte de la luz incidente en el prisma de medición es transmitida (aquella que lo hace con un ángulo menor al ángulo crítico) Debido a esto, se produce una división neta del campo en dos zonas, una clara y una oscura. Rotando el sistema de prismas se logra visualizar la línea divisoria formada que se traduce en una medida graduada que nos da, directamente, el valor del índice de refracción. Refractómetro de Abbe: Es el de mayor uso. La ventaja principal es la posibilidad de eliminar la dispersión por medio de un artificio compensador y determinar el índice de refracción para la luz de sodio, con luz de día. Esto aumenta la precisión de los resultados y simplifica extraordinariamente el trabajo. Prescindiendo del compensador, puede determinarse también el índice de refracción para la luz monocromática cualquiera. Para las soluciones azucaradas, el instrumento está, generalmente, graduado para leer concentraciones porcentuales de sacarosa. Este instrumento corresponde al grupo de los que miden el ángulo crítico (o límite), como medio para determinación del índice de refracción. El refractómetro Abbe mide ángulos, sin embargo la escala semicircular viene calibrada en índices, permitiendo la lectura con una aproximación de 1.10-4 y dando con seguridad valores 1.10-2. Este refractómetro puede ser utilizado para la medición de índices de refracción de sustancias sólidas. Estos deberán poseer una superficie plana y bien pulimentada. Junto con la escala de índices viene grabado además una escala que da directamente la concentración de azúcar en soluciones acuosas (escala Brix). Descripción del Refractómetro de Abbe: El cuerpo de prismas, consta del prisma de iluminación y el prisma de medición. El líquido a examinar se echa, en forma de una capa delgada, entre las caras enfrentadas de los prismas. La luz, que cae sobre el espejo, es reflejada al prisma inferior (prisma de iluminación), atraviesa la capa delgada del líquido a examinar y entra en el prisma superior (prisma de medición). Desde aquí llega al anteojo. Este modo de medir se llama medición por transparencia. Polarimetria: Generalidades sobre la Polarización La luz natural se representa por una vibración transversal que tiene lugar en cada plano perpendicular a la dirección de propagación. Con luz polarizada linealmente, el fenómeno de vibración únicamente tiene lugar en un solo plano perpendicular a la dirección de propagación. Mecanismos físicos para obtener luz polarizada Un aparato óptico, cuya entrada es luz natural y cuya salida es alguna forma de luz polarizada, se conoce como polarizador. Actividad Óptica Un haz de rayos monocromáticos atraviesa un polariscopio formado por un polarizador y un analizador. Se rota al analizador hasta que se extingue la luz. Si se coloca un tubo, cerrado con placas de vidrio de caras paralelas, que contienen una solución de azúcar en agua, la luz reaparece, indicando que el haz que incide en el analizador ya no está linealmentepolarizado en la dirección perpendicular al eje de transmisión del analizador. Si rotamos, encontraremos otra posición para la cual la intensidad de la luz transmitida es cero (oscuridad). O sea, que la luz que emerge de la solución de azúcar está polarizada linealmente, pero su plano de vibración ha rotado un cierto ángulo. Para una solución de concentración dada. El plano de vibración rota progresivamente a medida que el haz luminoso atraviesa la solución. Las sustancias que exhiben esta propiedad se llaman ópticamente activas. Se dividen en dextrógiras (hacia la derecha, +) y levógiras (hacia la izquierda, -). Magnitudes de Medición El ángulo de rotación del plano de la luz polarizada depende: el tipo de sustancia atravesada por los rayos, el espesor y la temperatura, así como también de la longitud de onda de la luz utilizada. En el caso de disoluciones: dependerá además de la concentración. Microscopía El microscopio: es un instrumento que se utiliza para obtener una imagen aumentada de objetos minúsculos o detalles muy pequeños de los mismos. El microscopio compuesto: consiste en dos sistemas de lentes ("convergente"), el "objetivo" y el "ocular". El objetivo está compuesto de varias lentes que crean una imagen real aumentada del objeto examinado. Las lentes de los microscopios están dispuestas de forma que el objetivo se encuentre en el punto focal del ocular. Cuando se mira a través del ocular se ve una imágen virtual aumentada de la imágen real. Los oculares: están constituidos generalmente por dos lentes. Es un sistema óptico más simple que el objetivo, y sirve para magnificar y corregir la imagen real formada por el objetivo. Los objetivos: producen aumento de las imágenes de los objetos y organismos y, por tanto, se hallan cerca de la preparación que se examina.
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