3 MOVIMIENTO DE CARGAS EN UN CAMPO ELÉCTRICO

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PRACTICA DE LABORATORIO NUMERO 3
MOVIMIENTO DE CARGAS EN UN CAMPO ELÉCTRICO
PRESENTADO POR:
ANDRES FELIPE TORO ORJUELA
GIAN CARLOS NARANJO ROLJAS
LUIS FERNANDO MATEUS CALVO 
PROFESOR:
FERNANDO GORDILLO
UNIVERSIDAD DEL QUINDÍO
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS Y TECNOLOGÍAS
PROGRAMA DE QUÍMICA
ESPACIO ACADEMICO FÍSICA ll
ARMENIA, QUINDÍO
INTRODUCCION 
En esta práctica de laboratorio se vio un caso muy interesante puesto que trabajamos con una partícula cargada moviéndose a través de un campo eléctrico que ocupa una región limitada del espacio, donde se trabajó con él con el tubo de rayos filiformes y haciendo una simulación del tubo de desviación de electrones (tubo de Thomson).
Este tema es muy importante ya que este nos intenta explicar cómo la presencia de carga eléctrica en una región del espacio modifica las características de dicho espacio dando lugar a un campo eléctrico. Así pues, podemos considerar un campo eléctrico como una región del espacio cuyas propiedades han sido modificadas por la presencia de una carga eléctrica, de tal modo que al introducir en dicho campo eléctrico una nueva carga eléctrica, ésta experimentará una fuerza.
 
En cuanto a los cálculos se tomaron varios de ellos, con el fin de conseguir una buena práctica se trabajaron con diferentes materiales hasta que se logró conseguir cada uno de ellos, los más importantes fueron el tubo de Thomson y el tubo de rayos filiformes.
[1] En el tubo de rayos catódicos, un cañón electrónico produce y confina un haz de electrones que envía hacia una pantalla recubierta de material luminiscente, de forma que cuando los electrones chocan contra ella emite luz cuya intensidad o brillo, es proporcional a la cantidad y velocidad de los electrones incidentes.
MATERIALES Y METODOS 
Esta práctica de laboratorio consto de dos partes, donde trabajamos con los siguientes materiales: 
TUBO DE DESVIACION DE ELETRONES (TUBO DE THOMSON) (B)
TUBO DE RAYOS FILIFORMES (A)
Utilizando el material A, se varió el campo eléctrico aplicando un voltaje entre ello, con ello se podrá ver como el haz vario referente al voltaje con ello se tomará la distancia de donde sale el haz hasta donde llego el haz, en cuanto al marial B, se usó un valor cualquiera del campo eléctrico y se varió 10 veces el voltaje, después se toma un valor de este voltaje y se varia 10 veces el campo, con este breve procedimiento se concluyó gran parte de la práctica. 
RESULTADOS 
Para poder hallar la velocidad del electrón en el tubo de Thompson, se utilizaron dos métodos: Uno grafico que se obtiene por medio de la pendiente de una línea recta y el otro método es analíticamente mediante cálculos matemáticos con la Ley de la Conservación de la Energía. 
Método Grafico 
Se registraron varios datos de las distancias proyectadas por los electrones en el tubo de Thompson, luego estas se promediaron y se grafican en el eje Y. Finalmente estas cargas arrojan un voltaje determinado, el cual se ubica en el eje X.
	Tabla 1. Movimiento de Electrones en el tubo de rayos Catódicos
	Distancia (cm)
	Voltaje (voltios)
	(0,0 ± 0,1) 
	(0,0 ± 0,01)
	(0,7 ± 0,1)
	(6,6 ± 0,01)
	(1,0 ± 0,1)
	(10,3 ± 0,01)
	(1,2 ± 0,1)
	(15,5 ± 0,01)
	(1,8 ± 0,1)
	18,0 ± 0,01)
	(2,1 ± 0,1)
	(22,5 ± 0,01)
	 
	 
Grafico 1. Distancia vs Voltaje 
 
Para poder linealizar la gráfica y de este modo calcular la velocidad del electrón, se utilizó el método de Mínimos Cuadrados, obteniendo los siguientes resultados: 
Grafico 2. Linealización del Movimiento de los Electrones.
Análisis y Resultados del Método Grafico. 
 
· Intercepto 
b= - = 
Método Analítico 
Se usaron las formulas de la Conservación de la Energía, con el fin de despejar la velocidad del electrón en el tubo de Thompson 
· Error Relativo Método Grafico y Método Analítico
Se realizó una comparación de los datos obtenidos por el Método Grafico y el Método Analítico, obteniendo los siguientes resultados:
Un error bastante alto, ya que los dos métodos no se tuvieron en cuenta algunas variables, para que nos dé un valor razonable y con ello un porcentaje de error bajo debemos disminuir en 10 la distancia que hay entre las placas. 
PARTE II SIMULACION EN EL TUBO THOMSON 
Se realizó la simulación en el tubo Thomson variando el campo eléctrico y el Voltaje de aceleración 
A. Variación del Voltaje
Grafico 3. Variación del voltaje.
Grafico 4. Linealización de la gráfica variación del voltaje.
Análisis Matemáticos 
Ahora calculamos el tiempo que toman las partículas
Ahora calculamos la aceleración.
Ahora calculamos la posición en y de las partículas
Ahora calcularemos la relación despejando de la siguiente ecuación
B. Variación del Campo Eléctrico 
Grafico 5. Variación del campo eléctrico.
m= (5.6*
Análisis Matemático
 
Ahora calculamos el tiempo que toman las partículas
Ahora calculamos la aceleración.
Ahora calculamos la posición en y de las partículas
Ahora calcularemos la relación despejando de la siguiente ecuación
CONCLUSIONES 
I. El valor de la velocidad del electrón en el tubo de Thomson, calculado experimentalmente tiene un valor de 
II. La relación Carga/Masa representada en la simulación del Tubo de Thompson es equivalente a la posición del electrón en dicho campo eléctrico y tiene dos valores: Uno es variando la intensidad del campo eléctrico y es igual a y el segundo valor se obtiene al variar el voltaje y es equivalente a 
REFERENCIAS 
[1] Constantino Pérez Vega, Apuntes Complementarios Curso Televisión Año 2000
Serway A. Raymond (2005): Física para ciencia e ingenierías, México, México: International Thomson Editores, S, A.
1.94	1.7689999999999999	1.64	1.534	1.381	1.2470000000000001	1.1279999999999999	1.022	0.92800000000000005	0.84099999999999997	7.6	7.8239999999999998	7.9009999999999998	8	8.16	8.2940000000000005	8.4109999999999996	8.5169999999999995	8.6120000000000001	8.6989999999999998	Voltaje (V)
Distancia (cm)
Distancia (m) (Y)Voltaje (voltios) (X)X . Y 
X
2
(0,0 ± 0,001)(0,0 ± 0,01)(0,0 ± 0,01)(0,0 ± 0,01)
(0,007 ± 0,001)(6,6 ± 0,01)(0,0462 ± 0,0067)(43,56 ± 0,132)
(0,01 ± 0,001)(10,3 ± 0,01)(0,103 ± 0,011)(106,09 ± 0,206)
(0,012 ± 0,001)(15,5 ± 0,01)(0,186 ± 0,016)(240,25 ± 0,31)
(0,018 ± 0,001)(18,0 ± 0,01)(0,324 ± 0,018)(324,0 ± 0,36)
(0,021 ± 0,001)(22,5 ± 0,01)(0,4725 ± 0,0271)506,25 ± 0,45
∑ Eje Y (0,068 ± 0,006)∑ Eje X (72,9 ± 0,06)∑ X * Y (1,138 ± 0,089)
∑ X
2
 ( 1220,15 ± 1,468)
Tabla 2. Linealizacion del Movimiento de Electrones
Distancia (cm)
Campo Electrico 
(N/C=*10000)
Voltaje (V)
6.9652000
5.8752500
5.1652700
4.6453000
3.9853500
3.4854000
3.0954500
2.7855000
2.5355500
2.3256000
Tabla 3. Variacion del Voltaje
Para todos los datos D=12cm, L= 4cm, l=2cm. Son constantes
Distancia (cm)
Campo Electrico 
(N/C=*10000)
Voltaje (V)
1.1125000
1.6735000
2.2345000
2.7855000
3.3465000
3.9075000
4.4585000
5.0195000
5.57105000
6.12115000
6.68125000
Tabla 4. Variacion del Campo Electrico 
Para todos los datos D=12cm, L= 4cm, l=2cm. Son constantes