Informe ondas sanoras

OBJETIVOS

• Conocer el valor de constantes importantes para el desarrollo del informe tales como carga del electrón y su masa.
• Tomar medidas de corriente, voltaje, campo magnético y distancias, y, con ellas encontrar valores experimentales de campo magnético, el factor de proporcionalidad y principalmente la carga específica del electrón (relación e/m).
• Determinar el valor de la cargaespecífica del electrón variando en una primera etapa el campo eléctrico (variar voltaje) y después variando el campo magnético (variar corriente).
• Determinar los porcentajes de error para cada valor encontrado.
• Elaborar una gráfica del voltaje contra la corriente elevada al cuadrado y encontrar el porcentaje de error entre la pendiente experimental y la teórica.

CÁLCULOS RESULTADOS YANÁLISIS

El trabajo del laboratorio se realizó en 4 etapas, a continuación explicaremos el método utilizado en cada una de ellas y los valores encontrados.

Debemos tener presente que el valor teórico de la carga específica del electrón se encuentra dividiendo su carga entre su masa. Los valores de la carga del electrón y la masa son valores establecidos y corresponden a los siguientes valores:Carga e= 1.602*10-19 Masa m= 9.108*10-31

Entonces: = = 1.761*1011 [c/kg]  Valor teórico de la carga
específica del electrón

Según los datos específicos del montaje proporcionados en la guía de laboratorio, las bobinas están hechas de alambre de cobre en 14 capas con 11 espiras cada una, entonces el número total de espiras N= 154. Y el radio medio de lasbobinas es igual a R= 150 [mm] = 0.15 [m]. Valores empleados más adelante para calcular el campo magnético experimental.

1. En la primera parte de nuestro trabajo en laboratorio dejamos constante el valor de la corriente (0.8 [A]), y con determinado valor de voltaje medíamos el diámetro que señalaba la trayectoria circular del haz de electrones. Acontinuación presentaremos en una tabla los datos obtenidos y daremos algunos ejemplos que expliquen cómo se encontraron cada uno de estos datos.

V [v] d [cm] r [m] e/m Exper. Error [%]
109 9,5 0,0475 1.77*1011 0.51
125 10,2 0,051 1.762*1011 0.06
150 11 0,055 1.81*1011 2.78
175 12 0,06 1.78*1011 1.08
200 12,9 0,0645 1.762*1011 0.06
225 12,9 0,0645 1.762*1011 0.06
250 12,9 0,06451.762*1011 0.06
275 12,9 0,0645 1.762*1011 0.06

• r [m]= para encontrar el radio, dividimos el diámetro (obtenido en laboratorio) entre dos y lo convertimos a metros puesto que es la unidad que necesitamos para trabajar.

*Para d= 9.5 [cm] r=d/2 r=9.5/2= 4.75 [cm]

1 [m] 100 [cm] r= 4.75/100
r 4.75 [cm] r= 0.0475 [m]

*Para d= 10.2 [cm] r=d/2 r=10.2/2= 5.1 [cm]

1[m] 100 [cm] r= 5.1/100
r 5.1 [cm] r= 0.051 [m]

*Para d= 12.9 [cm] r=d/2 r=12.9/2= 6.45 [cm]

1 [m] 100 [cm] r= 6.45/100
r 6.45 [cm] r= 0.0645 [m]

• Para encontrar el valor de e/m y el porcentaje de error nos basamos en las siguientes fórmulas:

= Donde V= voltaje (tomado en laboratorio)
r= radio (tomado en laboratorio)
B= campomagnético
Para encontrar el campo magnético empleamos la fórmula = K*I, donde K= factor de proporcionalidad e I= corriente (constante= 0.8 [A]).

El valor del factor de proporcionalidad lo hallamos mediante la siguiente expresión:

K= µ0 3/2 Entonces: = µ0 3/2 * I

= 4*10-7 3/2 *0.8 = 7.385*10-4 [Teslas]

*Para V= 109 [v] =
= = 1.77*1011

[%] Error=*100

[%] Error= *100 = 0.51 %

*Para V= 125 [v] =
= = 1.762*1011

[%] Error= *100

[%] Error= *100 = 0.02 %


*Para V= 175 [v] =
= = 1.78*1011

[%] Error= *100

[%] Error= *100 = 1.08 %

Para comprender mejor el comportamiento de estas magnitudes, las representamos en una gráfica sencilla de...