Relación Carga Masa

7/21/2019 Relación Carga Masa

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R E S U M E NI N F O

I N G E N I E R Í Q U Í M I C

tudiantes de Ingeniería

uímica e Ingeniería Industrial.

(1)

[email protected]

(2)

[email protected](3) -

In this lab report the interaction between moving electric charge

and magnetic fields created by Helmholtz coils are studied; i

that sense, it was determined that electrons were emitted particl

strand in question worked in the laboratory.

A B S T R A C T

Relación Carga-Masa

Yorman Zambrano Silva (1); Doris Mejía (2), Juan Camilo García (3)

Laboratorio de Electromagnetismo

Facultad de Ingeniería y Arquitectura

Universidad de Pamplona

Key words

Electric Field, charge to

mass, Helmholtz coils.

En el presente informe de laboratorio se estudió la interacción

entre cargas eléctricas en movimiento y campos magnético

creados por bobinas de Helmholtz; en ese sentido, se determinó

que lo electrones fueron la partícula que emitió el filamento en

cuestión que se trabajó en el laboratorio..

Palabras claves.

Campo Eléctrico, Carga-

Masa, Bobinas de Helmholtz.

mailto:[email protected]








INTRODUCCIÓN

La carga específica del electrón e/m,

puede obtenerse a partir de las

desviaciones que sufre un haz de

electrones sometido a la acción de

campos eléctricos y magnéticos

producidos con un montaje

experimental adecuado (dispositivo

de Thomson). Históricamente, fue

Joseph John Thomson quien

primero determinó con éxito la

razón entre la carga del electrón y su

masa e/m. El experimento de

Thomson tenía por objeto investigar

la naturaleza corpuscular de los

rayos catódicos. Su dispositivo, que

esencialmente es el mismo que se

utiliza hoy día en este tipo de

experiencias, consta de un cañón de

electrones (originalmente

denominados rayos catódicos) en elque estas partículas emitidas por un

metal calentado y, seguidamente,

aceleradas entre las placas de un

condensador mantenido a una alta

diferencia de potencial pueden ser

desviadas por campos eléctricos

homogéneos creados entre las placas

de otro condensador o por camposmagnéticos homogéneos creados

por bobinas por las que circula

corriente, dispuestas según una

geometría particular, denominada

geometría Helmholtz. Los rayos

catódicos se obtenían en tubos en los

que se había hecho un vacío elevado

esto explica que no pudieran ser

observados hasta que se

desarrollaron eficientes bombas dealto vacío entre dos placas metálicas

sometidas a alta tensión. El montaje

experimental de Thomson, quien

estaba convencido de que los rayos

catódicos eran partículas cargadas,

demostró que la relación e/m

obtenida era independiente de los

metales que formaban los electrodosdentro del tubo de vacío y de los

gases enrarecidos que contenía

dicho tubo. Dado el carácter

universal de las partículas que

formaban los rayos catódicos, se

considera a Thomson como el

descubridor del electrón. Mediante

este experimento vamos a describir

la interacción entre cargas eléctricas

en movimiento y campos

magnéticos creados por bobinas.

OBJETIVOS

1. Observar y describir la interacción

entre cargas eléctricas en

movimiento y campos magnéticos

creados por bobinas.



Tabla 1. Valores del radio de la trayectoria circular del electrón en función

del potencial de aceleración, para diferentes corrientes en las bobinas.

Tabla 2. Re istro de cálculos ara el cálculo de la relación car a-masa

RESULTADOS Y ANÁLISIS

V(V)

I1 = 1.0A I2= 1.4A I3 = 1.8A

r(m) r(m) r(m)

200 0.015 0.01 0.0275

220 0.0175 0.0175 0.03

240 0.02 0.0225 0.035

260 0.025 0.0275 0.0375

280 0.03 0.045 0.0375

V(V)B1 = 7.79x10-4 t

q/m(C/Kg)

B2 =1.09x10-3tq/m

(C/Kg)

B3=1.40x10-3tq/m

(C/Kg)r 2(m2) r 2(m2) r 2(m2)

200 7.79x10-3 2.92x1010 1x10-2 1.77x1010 7.65x10-3 9.037x10

220 6.67x10-3 3.23x1010 9.36x10-3 1.64x1010 7.01x10-3 9.948x10

240 5.84x10-3 3.81x10 7.36 x10-3 1.42x1010 6.01x10-3 1.084x10

260 4.67x10-3 4.09x10 5.95 x10-3 1.94x1010 5.61x10-3 1.17 x101

280 3.9x10-3 3.81x10 3.63 x10-3 2.09x1010 5.61 x10-3 1.26 x101

Prom:

3.772x1010

Prom:

1.772x1010

Prom:

1.08 x101

Promedio Final q/m (C/Kg) = 2.208x1010



Gr f ico 2. Curva de r

2

en función del potencial V en la Corriente 2

Gr f ico 1.Curva de r 2 en función del potencial V en la Corriente 1

y = -8E-05x + 0,0266

R² = 0,9725

0,003

0,004

0,005

0,006

0,007

0,008

0,009

0,01

200 210 220 230 240 250 260 270 280

r 2

( m 2 )

Potencial (V)

CORRIENTE 2

y = -5E-05x + 0,0175

R² = 0,9961

0,003

0,004

0,005

0,006

0,007

0,008

0,009

0,01

200 210 220 230 240 250 260 270 280

r 2

( m 2 )

Potencial (V)

CORRIENTE 1

PREGUNTAS DE CONTROL

1. Con los datos de la tabla 2 tr azar la curva de r 2 en función del potencial V,

para cada corr iente uti l izada en la bobina de Helmholtz y determine la

pendiente de cada una de las tres cur vas.



Gr f ico 2. Curva de r 2 en función del potencial V en la Corriente 3

y = -3E-05x + 0,013

R² = 0,9011

0,003

0,004

0,005

0,006

0,007

0,008

0,009

0,01

200 210 220 230 240 250 260 270 280 290

r 2

( m 2 )

Potencial (V)

CORRIENTE 3

2. Uti l izando la pendiente de cada cur va y su respectivo campo magnético B,

determine el valor de q/m (en C/Kg) para cada corr iente uti l izada y determine

un promedio entre los tres obtenidos.

q/m= 13,68 C/Kg

3. Busque en la tabla de relaciones q/m y deduzca que clase de partículas

emi te el fi lamento al calentarse. ¿Es la partícula que esperaba?

La clase de partículas que emite el filamento al calentarse son electrones; esto

es un resultado esperado ya que en el presente experimento nos encontramos

trabajando con corriente, para ello entonces se deduce que emite electrones.

4. Inf luye el campo magnético terrestre en el experimento. Explique.

El campo magnético terrestre para este caso se considera despreciable ya que el

que se generó internamente en el laboratorio fue mucho más fuerte.



CONCLUSIONES

Se pudo corroborar que una

partícula cargada se comporta de

acuerdo con la regla de manoderecha que rige la ley de fuerza de

Lorentz, pues lo que aconteció

durante la práctica es acorde con la

teoría pues efectivamente en

presencia de un campo eléctrico el

haz de electrones se comportaba de

manera lineal, y en presencia de un

campo magnético presentaba una

tendencia circular. Con esto

pudimos comprobar que la relación

carga masa va aumentando a medida

que vamos aumentando la corriente

lo que quiere decir que la relación

carga masa es directamente

proporcional. Establecimos que el

campo magnético de la tierra es algo

despreciable ya que es muy bajo.

BIBLIOGRAFÍA

1)http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisic

a/elecmagnet/campo_magnetico/mo

mento/momento.htm

2)http://hyperphysics.phyastr.gsu.e

du/hbasees/magnetic/helmholtz.htm

3)http://fiuadylab2.blogspot.com.co

/2010/02/bobina-de-helmholtz.html

4)https://rsef.es/images/Problemas/

OEF2011/P-EXPERIMENTAL-

OEF-2011.pdf

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