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Descripción:
Se utiliza la función de dos fuentes de poder, un osciloscopio y la interface Pasco Capstone. El osciloscopio recibe las corrientes generadas por cada fuente, cada fuente de poder representando un eje (ejes "x" y eje "y") en la gráfica generada por el osciloscopio.
Dependiendo del caso del voltaje programado para cada fuente de poder se observa una gráfica distinta. Para cada ejemplo distinto se debe utilizar la escala adecuada para su mejor visualización.

Analisis:
1. En la gráfica 0V-8V: Un punto en el cuarto cuadrante, quedó negativo pero se considera que puede que la conexión estuviese al revés. Escala 1:10.

2. En la gráfica 8V-0V: Un punto en el eje x (8, 0) entre el segundo y cuarto cuadrante. La escala es 1:10.

3. En la gráfica 0V--8V: Un punto en el eje y negativo. Escala 1:10.

4. En la gráfica -8V-0V Un punto en el eje x negativo. Escala 1:10.
Las fotografías están en el documento adjunto de forma ordenada con respecto a la enumeración anterior.

Parte 8:
La fotografìa está adjunta al final del drive.
El canal A esta en 0A y el canal B esta en 5A. Se observa una grafica ruidosa amarilla en la parte superior, una roja igual de ruidosa en la parte inferior y una grafica sinusoidal celeste.
Conforme aumente la tension de los canales toma mayor ajuste.
El canal A esta en 5A y el canal B en 0A. Los resultados obtenidos son muy similares al caso anterior.
Está el caso sinusoidal y el caso cuadrado, ambos adjuntados en lel drive.

Problemáticas:
1. En el laboratorio no se contaba con suficientes cables para realizar las conexiones de todos los grupos.
2.  La conexión del osciloscopio estaba al revés, invirtiendo resultados.
3. En el informe no se explica claramente para manejar la inversión para manejar bien el osciloscopio.

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Práctica 11: Interferencia, difracción y polarización

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Práctica 11: Interferencia, difracción y polarización

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Descripción:
Se busca estudiar los patrones de de difracción en una ranura circular, múltiple y doble. También se estudia el efecto que da el ángulo entre polarizadores. Para concluir se logran cumplir todos los objetivos de la práctica a la perfección.

Problemáticas:
1. En la parte de la polarización, el programa Capstone se quedó trabado y no funciono por un tiempo.
2. El sensor de Capstone no estaba funcionando a la hora de graficar la intensidad contra posición, entonces se tuvo que cambiar.
3. Costaba mucho medir las distancias que habían en el patron porque eran muy pequeñas.

Análisis de resultados:

En general:
Los resultados se obtienen a partir del calculo de las distancias y aperturas entre ranuras. Se obtienen ciertos errores pequeños y unos un poco mayores, por lo que esto significa que hubieron ciertos errores en la medición. Esto se debe a la imprecisión en la medición de las distancias del patrón, porque son demasiado pequeñas para la regla.

Interferencía - Difracción
Se puede observar como  la distancia entre los mínimos proyectados disminuye a medida que aumenta el diámetro de la malla. Esto también se aplica al diámetro del primer mínimo, que disminuye a medida que se amplía el espacio. Considerando esto, suponiendo que tenemos un diámetro infinito, se observa una línea recta ya que la diferencia de mínimos tiende a cero.

Randijas Multiples
A medida que aumenta el número de huecos en la estructura fina, se observan picos más fuertes además de franjas más grandes. Si aumenta el número de espacios, se observa una sola franja.

Polarización:
Está claro que existe una relación directa entre la variación del ángulo axial entre los dos polarizadores y la intensidad de la luz de salida. Puede verse que esta relación sigue una línea de tendencia en forma de coseno cuadrado tal como lo define la Ley de Malus. Por lo que los resultados obtenidos si son los esperados teoricamente porque siguen la linea de la Ley de Malus

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Análisis de resulltados:
Al utilizar valores pequeños para cada medición, se esperaban promedios bastante precisos con una desviación no muy elevada, sin embargo, esto nos indica que los datos de la Tabla 1 y 2 se encuentran levemente dispersos. Con respecto a la magnificación de los Espejos, esto nos deja en evidencia que su imagen se disminuyó y el signo negativo indica que la imagen fue revertida tal como lo vimos en las fotografías.

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Práctica #9: Leyes de Refracción y Reflexión

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Práctica #9: Leyes de Refracción y Reflexión

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Descripción: Con una fuente de luz generamos un haz de luz observable en un soporte con graduación en grados. Al variar la posición de la pieza acrílica semicircular se van variando los grados de la reflexión, refracción e incidencia. Al variar la posición lo suficiente se llega a reflexión total interna.

Reflexión y Refracción .Según la gráfica, ¿cuál es la relación entre los ángulos de inicidencia y refracción? Determine el índice de refracción del material de la pieza semicircular de las siguiente maneras: 1.agregue una columna a la tabla de datos en la cual anotará el índice de refracción. Use la Ley de Snell para determinar el índice de refracción del material de la pieza semicircular, promédielo y calcule la desviación estándar. 2. Calcule también el índice de refracción usando la gráfica del seno de los ángulos. ¿Cómo se comparan los valores de índice de refracción obtenidos por ambos métodos?

El promedio y la desviación estándar del índice de refracción se encuentran en el Excel.
El índice de refracción según el promedio de los datos obtenidos es de 1.509 contra el 1.5 obtenido de la gráfica, por lo que son datos con una diferencia casi que despreciable.

Reflexión total interna ¿Cómo se compara el valor estimado del ángulo crítico obtenido con el teórico calculado según el índice de refracción obtenido experimentalmente de la primera parte de esta práctica?¿Cuál valor de ínidice de refracción usó y por qué? (podría usar ambos y comparar).

Utilizando la fórmula de ángulo crítico de arcsen(N2/N1) siendo N2 el valor al que no llega, en este caso el aire, y N1 el valor en el que la luz se queda, el 1.509 conseguido en la sección anterior.
El segundo valor posible a utilizar es el obtenido por la gráfica pero la diferencia es tan pequeña que es despreciable.
Es así como llegamos a un ángulo crítico de 41.5 grados. A nivel experimental el ángulo crítico llegó a ser aproximadamente a 43 grados, pero se debe considerar que el haz de luz era muy grande por lo que abarcaba varios grados, es por esto que la diferencia entre teoría y práctica no es mucha.

Problemáticas:
1. Excel genera problemas al variar datos entre grados y radianes.
2. El haz de luz a veces era muy grande, generando incertidumbre de cuál grado del soporte utilizar para los datos.
3. El soporte era tan ligero que constantemente se movía de su posición en la mesa, otra vez, generando incertidumbre al tener que ser reacomodado.

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Descripción:
Se buscó armar distintos circuitos RC, RL y RLC con variación en los voltajes senosoidales. Además se varió su frecuencia para estudiar su efecto en el circuito. Se graficaron las diferentes ondas en el programa Capstone y se utilizaron sus datos para la elaboración de las tablas en excel.

Problemáticas:
1. El programa PASCO Capstone se cerró múltiples veces, borrando todos los datos obtenidos.
2. Las fórmulas eran muy complejas y extensas lo cual complicó y atrasó mucho el proceso de cálculos.
3. A partir de las instrucciones era poco claro qué y cuantas gráficas realizar.

Análisis y discusiones:
RC:
1.Mayor frecuencia angular, mayor voltaje.
2.Mayo frecuencia angular, menor ángulo de desfase.

RLC
1. Mayor frecuencia angular, menor voltaje (r), contrario al RC.
2. Mayor frecuencia angular, mayor ángulo de desfase, contrario al RC.

RLC
¿En qué se diferencian las curvas φ (ω) para los dos casos de capacitancia?
¿En qué se diferencian las curvas VR (ω) para los dos casos de capacitancia? Este es el principio de operación de un selector de canales de radio.
Vr en función de frecuencia angular, voltaje e resistencia es máxima en frecuencia angular natural.
Fase en función de frecuencia, ángulo de fase máximo en frecuencia angular natural.

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Descripción:
Se conectó el circuito RLC (resistencia, inductor y capacitor) en serie, a este circuito se le conectan en paralelo los sensores de voltaje para utilizar en el programa PASCO Capstone. Al programar en la fuente una Frecuencia y amplitud de 5 V pico-pico respectivamente se gráfica los valores de voltaje del sensor B vs tiempo.
Al obtener los datos de la gráfica respectiva se calculan los valores de: Resistencia crítica (teórica y experimental), Tao experimental y teórico, w experimental y el teórico se obtiene de la gráfica.

Problemáticas:
1. Al inicio las mediciones de las resistencias experimentales de la fuente y bobina daban valores muy altos.
2. Al medir por primera vez el experimento de la parte A aunque la gráfica diera de forma correcta los valores de la B y W estaban demasiado alejados de valores reales.
En el informe no se especificaba claramente qué valores exactos para resistencia y C se usaba para cada cálculo.

Análisis de resultados:
Durante la práctica podemos observar las oscilaciones y analizarlas según su patrón de onda y forma de oscilación.
Con respecto a la oscilación sobre amortiguada (Gráfica 1 Canal B), la onda tiene un comportamiento senoidal donde el periodo de oscilación es corto, por lo tanto, la amplitud se relaciona exponencialmente proporcional al mismo. Esto quiere decir que si el periodo disminuye, la amplitud decaerá de forma exponencial. Por otro lado,  la frecuencia angular suele ser mayor con respecto a la disminución del periodo, y analizando con respecto a la ecuación senoidal, esta llega a aproximarse a cero cuando el valor B es muy grande.
El tiempo característico teórico (tao) tiene un valor de 0.3s, muy similar al experimental el cual es de 0.1s; el valor de tao experimental se puede calcular utilizando el valor de la inversa de la constante B encontrado en la función senoidal amortiguada brindada por el interfaz de lectura.

Oscilación subamortiguada:
Se uso resitencia 0 porque al analizar la oscilación de voltaje en función de tiempo, entre menos resitencia haya mayor oscilación va a ocurrir. Al usar una onda cuadrada cambia lo ocurrido anteriormente, ya que la onda coincide con el voltaje en el capacitor pero oscila en el valor del voltaje. Observando las gráficas se denota que entre más resistencia haya más se va a adaptar la onda cuadrada.

Oscilación forzada:
Para obtener esta oscilación se utilizan 2
resistencias menores y 2 mayores a la resistencia crítica que se había decidido usar, en nuestro caso de 1600, en la resistencia menor se puede observar oscilaciones de voltaje en el capacitor, entre mas se le aumentaba la resietencia las las ondas dejan de oscilar y dejan de tener oscilaciones tan marcadas.

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Descripción breve: se utilizó una bobina de corriente de 0.3A para generar un campo B y medir sus líneas de campo.

1. Discuta si el campo magnético medido en el interior del solenoide se acerca al campo de un solenoide ideal y cómo esto puede influir en el cálculo del número de vueltas.
Se debe considerar que un selenoide ideal se le considera a aquel que tiene longitud interna infinita, número de vueltas infinito. No se puede esperar un comportamiento ideal pero lo más cercano sería con un cable más largo y con giros más tensos entre si, no como el caso de la bobina utilizada.

2. En el caso de la dependencia con la distancia, analice si la dependencia obtenida es la esperada según la teoría:
La dependencia de la distancia si era la esperada, al alejarse de la bobina el campo disminuia, se sabe que con un selenoide ideal no reaccionaría así pero no se puede esperar un comportamiento ideal.

3. Haga la gráfica de Bs en función de D e interprete su comportamiento.
Tomando en cuenta que el Bs representaría el campo magnético y la D trataría de estimar el número de líneas de campo es evidente que conforme disminuye el campo magnético habrán menos líneas de campo.

Problemáticas:
1. Gran dificultad de distinguir las líneas de campo
2. El desplazamiento del riel no era muy estable por lo que afectó al graficar resultados.
3. El sensor no se calibraba correctamente al inicio del procedimiento.

Referencias Bibliográficas:
Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2016). Física: electricidad y magnetismo. Cengage Learning.

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A partir de los datos conocidos y sus medidas, calcule la constante de tiempo
del circuito y comente.
Los datos calculados en el laboratorio se encuentran en una página del excel.

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Descripción:
Esta práctica se basa en la comprensión y el análisis de la ley de Faraday aplicada a los campos magnéticos variantes en el tiempo y generados por una bobina. También comprender como las corrientes eléctricas que varían en una bobina  pueden inducir a corrientes que varían en otra bobina que no está conectada a la bobina anterior.

Problemáticas:
1. Cuando se midió las resistencias con el multímetro no se obtenida un resultado preciso.
2. El montaje del circuito fue un poco complejo ya que no había buenas conexiones rigidas, entonces por cualquier movimiento se podía desconectar el circuito.
3. Hubieron problemas con el problema capstone al inicio por lo que se retrasó el experimento.

1. ¿Qué relación existe entre las caídas de voltaje en las bobinas cuando se
encuentran en contacto? Considere tanto amplitudes como fases.
Se observa que cuando el voltaje aumenta en una bobina, disminuye en la otra.
Ambas funciones están en desfase.

2. ¿Qué relación existe entre las caídas de voltaje en las bobinas cuando se
cambie el número de vueltas en el primario? ¿Y en el secundario?

A mayor número de vueltas mayor es la diferencia de voltaje. Mayor número de vueltas en la bobina secundaria mayor diferencia de potencial en V2.

Entre mayor sea el número de vueltas del primario mayor es el voltaje y viceversa, cuanto mayor el número de vueltas en el secundario menor es el voltaje.

3. ¿Qué función desempeña el núcleo de hierro ?

Concentra los campos magnéticos generados por las bobinas. Se aumenta la inductancia entre bobinas.

4. Se puede decir que las bobinas actúan como un transformador? Explique.

Si porque cumple su función de subir o bajar la diferencia de potencial. Esto es dependiente del número de vueltas.

Referencias:
Serway, R. A.; Jewett, J.W. Fuentes del campo magnético. Física para ciencias e ingeniería; Cengage: México, 2019; pp 864-865.

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Justificación y Análisis de Resultados:

¿Cuál es le valor mínimo/máximo esperado según la teoría?
Basándonos en la teoría según la fórmula del campo magnético sabemos que el valor mínimo va a ser 0 debido a que conforme aumente el radio, si se llega a una distancia suficientemente grande la división va a tender a 0. En el caso del valor máximo se utiliza el radio de la bobina como tal debido a que es la única distancia sensor-bobina.

¿Se puede calcular el número de vueltas con los datos obtenidos?
Utilizando la misma formula de campo magnético con los resultados experimentales obtenidos anteriormente se despeja la variable N de número de vueltas. Los valores se encuentran calculados en el Excel.

Calcule el porcentaje de diferencia entre los valore teóricos y los experimen-
tales para las distintas corrientes.
Los cálculos se encuentran en el Excel.

Referencias Bibliográficas:
Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2016). Física: electricidad y magnetismo. Cengage Learning.

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Justificación y Análisis de resultados:
El porcentaje de error se presenta un poco alterado ya que el valor exacto de la magnitud del campo Magnético terrestre en Costa Rica no fue encontrado, sin embargo, se tomó un promedio de magnitud terrestre a nivel latinoamericano. Además, debemos tomar en cuenta la falta de precisión en las herramientas utilizadas para este laboratorio.
Según el artículo publicado por Carbonell (2017) menciona que "El campo magnético terrestre tiene un valor de aproximadamente 4·10⁻⁵ T en la superficie de la Tierra. ", gracias a ello, podemos basarnos en este dato y a partir de la medida experimental tomada en el laboratorio, podemos buscar un porcentaje de error y la comparación cualitativa respectiva.

Referencias:
Carbonell, V. (2017, septiembre). Vista de Aportaciones sobre el campo magnético: historia e influencia en sistemas biológicos | Intropica. revistas unimagdalena. Recuperado 9 de enero de 2023, de https://revistas.unimagdalena.edu.co/index.php/intropica/article/view/2282/1776

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https://docs.google.com/spreadsheets/d/1i5wQHJLIExbXei_iexT9LZEH2hWIgFkQ3Y1E4qu2Fno/edit?usp=sharing