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PRÁCTICA 2: TUBO DE RAYOS CATÓDICOS

1.1. OBJETIVO GENERAL:
Estudiar el movimiento de partículas cargadas en un campo eléctrico uniforme

1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Conocer los elementos básicos de un tubo de rayos catódicos y su funcionamiento.
- Observar y comprobar la aceleración y deflexión de electrones en un campo eléctrico.
- Calcular el campo eléctrico generado por dos placascargadas
- Iniciar un acercamiento al osciloscopio como instrumento de medición

2. PREINFORME

2.1 Base Teórica: Presentar una síntesis de los siguientes temas:
Movimiento de cargas en campos eléctricos uniformes
Dinámica de la partícula (carga eléctrica) en sistemas conservativos, por el método de conservación de la energía
Dinámica de la partícula (carga eléctrica) en campos eléctricosuniformes, por el método vectorial.
Efecto termo-iónico
Tubo de rayos catódicos

2.2 Ejercicio a realizar antes de la práctica:
2.2.1 Un protón es proyectado en la dirección positiva de x, al interior de una región de un campo eléctrico de 2000N/C, en dirección menos y. El protón entre por el centro de dos placas paralelas cargadas (que son las que generan dicho campo eléctrico), de longitud2.5cm y separadas 10 cm. Si la rapidez con la que entra el protón es de 4,00x106 m/s. Describa la trayectoria del protón?, con que placa impactará, dónde impactará en relación con el punto de partida?. Cuál es la velocidad al momento del impacto?. ¿Cómo cambiaría el ejercicio si se cambia el protón por un electrón?
2.2.2 A partir del análisis dinámico y cinemático del movimiento de un electrón enun tubo de rayos catódicos, encuentre el modelo de cálculo que relacione el voltaje acelerador, la deflexión que sufre el electrón, el voltaje de deflexión y las dimensiones geométricas de las placas.

3. EQUIPO Y MATERIALES:
Tubo de rayos catódicos “Tubo de Braun” (referencia No 06986.01)
Fuente regulada de alimentación para el tubo, de 0 a 300V (referencia No 117252.93)
Soporte en A convarilla cuadrada y doble nuez
Osciloscopio

Soporte para el tubo
Fuente para alimentar las placas deflectoras (referencia No 06986.93)
Cables conectores
Generador de Onda


4.1 Montaje: Descripción del equipo y recomendaciones

Realice el montaje que se ve en la figura 1.







Figura 1.






Figura 1. Montaje Completo: A) fuentemúltiple, B) soporte para el tubo, C) tubo de Braun y D) fuente de desviación


Descripción del tubo de rayos catódicos TRC:

El tubo de rayos catódicos o tubo de Braun, es una ampolla de vidrio transparente, que permite ver todas las unidades funcionales del tubo, como se esquematizan en la figura 2.
1) Cátodo (emisión de electrones) 2) Rejilla embudo
3) Rejilla de enfoque (electrodoauxiliar 4) Rejilla aceleradora: ánodo
5).Placas de deflexión 5) Pantalla recubierta de fósforo


Figura 2. Esquema del TRC


El cátodo se calienta indirectamente por medio de una fuente V5 , de 6,3 v (AC). El tubo tiene un ánodo o electrodo auxiliar y un ánodo, estos dos últimos tienen la forma de discos con un orificio central para el paso del rayo electrónico. Las placas de desviaciónse hallan unidas ente sí y con el ánodo mediante un circuito de alta resistencia óhmica. La alimentación para el cátodo, los ánodos y las placas de desviación tiene lugar a través del soporte (B) para tubos electrónicos.

Los voltajes para el funcionamiento del tubo se toman de la fuente de alimentación múltiple (A). El voltaje en el electrodo auxiliar V1, debe ser de 8 a 10 voltios y seselecciona de modo que resulte un buen efecto luminoso. El voltaje V2 apropiado, en el electrodo auxiliar, está entre 30 y 50 voltios. El voltaje de aceleración, se obtiene conectando en serie las salidas de la fuente V3 entre 0 y 300 V, y la fuente V4 tiene un voltaje fio de 300 V, (ver figura 3. ) .

Algunos datos de importancia del tubo (C), son: Distancia de separación de las placas (d),...