Guías e información de los experimentos de esta cursada
A – Susceptibilidad AC
En esta práctica, se propone medir la resistividad de un material a partir del estudio de la susceptibilidad magnética en función de la frecuencia del campo magnético aplicado. La susceptibilidad magnética es una magnitud adimensional que relaciona la capacidad de magnetización de una sustancia con la magnitud del campo magnético externo en el que se encuentra. En el método de medición propuesto el voltaje a medir es muy bajo por lo que se explota la capacidad del amplificador lock-in de aislar una señal “oculta” por el ruido que la acompaña.
En la Carpeta de contenidos encontrarán:
- La guía de trabajo
- Un armado experimental alternativo
- Bibliografía específica:
- Kraftmakher, Y. (2000). Eddy currents: Contactless measurement of electrical resistivity. En American Journal of Physics (Vol. 68, Issue 4, pp. 375–379). American Association of Physics Teachers (AAPT). https://doi.org/10.1119/1.19440
B - Termoelectricidad
En esta práctica se estudian dos efectos termoeléctricos: el efecto Seebeck y el efecto Peltier. Para ello se realizarán mediciones de temperatura y tensión sobre una celda de Peltier.
En la Carpeta de contenidos encontrarán:
- La guía de trabajo
- Bibliografía específica:
- Kraftmakher, Y. (2005). Simple experiments with a thermoelectric module. En European Journal of Physics (Vol. 26, Issue 6, pp. 959–967). IOP Publishing. https://doi.org/10.1088/0143-0807/26/6/003
C - Módulo de Young
El módulo de Young es un parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico dentro del rango de aproximación lineal. Este parámetro es equivalente a la descripción de la constante elástica k de un resorte en los modelos vistos en física / laboratorio 1. Así como en el Laboratorio 1 se midieron las constantes elásticas midiendo estiramientos (método estático) y frecuencias de oscilación (método dinámico), en esta práctica se realizarán dos mediciones análogas, pero aplicadas a las deformaciones de varillas metálicas.
Métodos
- Estático: Se utilizará una medición del desplazamiento con métodos ópticos basados en difracción
- Dinámico: Se estudiarán las frecuencias características de oscilación de la barra ante excitaciones mecánicas
En la Carpeta de contenidos encontrarán:
- La guía de trabajo
- Scripts para el análisis de imágenes y de señales temporales para cada método.
- Clases grabadas que explican cada método
- Bibliografía específica:
- Beléndez, T., Neipp, C., & Beléndez, A. (2002). Flexión de Una Barra Delgada Empotrada en un Extremo: Aproximación para Pequeñas Pendientes. En Revista Brasileira de Ensino de Física (Vol. 24, Issue 4, pp. 399–407). FapUNIFESP (SciELO). https://doi.org/10.1590/s1806-11172002000400006 (RECOMENDADA)
- Mahapatra, K., & Panigrahi, S. K. (2018). Dynamic Response of a Damped Euler–Bernoulli Beam Having Elastically Restrained Boundary Supports. En Journal of The Institution of Engineers (India): Series C (Vol. 100, Issue 6, pp. 891–905). Springer Science and Business Media LLC. https://doi.org/10.1007/s40032-018-0485-z
- Deformación y vibración de una viga en voladizo (Prof. Fernando D. Stefani)
D - Piezoeléctrico
Los cristales con efecto piezoeléctrico poseen una relación entre las presiones y desplazamientos que se aplican sobre sus caras y diferencia de tensión (eléctrica) que se produce ellas. Esta característica permite construir elementos resonantes utilizados en circuitos eléctricos para realizar relojes o señales periódicas. Las propiedades de dicha resonancia dependen de las características geométricas del cristal. En esta práctica se estudiará un cristal en particular haciendo una comparación con circuitos eléctricos resonantes y explorando las similitudes y límites de ese modelo para la descripción del comportamiento del objeto real.
En la Carpeta de contenidos encontrarán:
- La guía de trabajo
- Scripts para control del lock-in SR830
- Ver apartado sobre medición Lock-in / sensible a fase
E - Ferromagnetismo
Los materiales ferromagnéticos, a temperaturas menores a la llamada Temperatura de Curie o TC, presentan una estructura de dominios, que determina la existencia de una magnetización espontánea, Me. En ausencia de campo magnético los dipolos del material se encuentran orientados de forma aleatoria, y así se cancelan los efectos magnéticos microscópicos. Al someter un material ferromagnético a un campo magnético intenso, los dominios tienden a alinearse con éste, de forma que aquellos dominios en los que los dipolos están orientados en el mismo sentido y dirección, aumentan su tamaño. Al remover este campo, los materiales no vuelven a su estado inicial si no que permanecen con una magnetización remanente MS. Esta magnetización remanente depende de la temperatura del metal, anulándose para temperaturas mayores a la temperatura de Curie TC.
En esta práctica se realizará una medición de la temperatura de Curie del Monel a partir del registro de su magnetización remanente a diferentes temperaturas. La práctica requiere de la manipulación de alta tensión y nitrógeno líquido.
En la Carpeta de contenidos encontrarán:
- La guía de trabajo
- Experimentos alternativos
- Bibliografía específica:
- Lue, C.-S. (1994). A direct method for viewing ferromagnetic phase transition. En The Physics Teacher (Vol. 32, Issue 5, pp. 304–305). American Association of Physics Teachers (AAPT). https://doi.org/10.1119/1.2344007
- Kraftmakher, Y. (2005). Spontaneous magnetization of ferromagnets. En American Journal of Physics (Vol. 73, Issue 12, pp. 1191–1194). American Association of Physics Teachers (AAPT). https://doi.org/10.1119/1.1994857
F - Difusividad Térmica
La transmisión de calor en un material puede darse por radiación, convección o conducción. En el caso de los sólidos suele considerarse únicamente la transmisión por conducción. La conductividad térmica es la capacidad intrínseca de un material para conducir calor, mientras que la difusividad térmica representa qué tan rápido se difunde el calor a través del material. Ambas se encuentran relacionadas, la difusividad es la relación entre la conductividad térmica y la energía térmica almacenada. Los materiales con difusividad térmica grande responderán rápidamente a los cambios térmicos en su entorno.
En esta práctica se estudiará la conducción del calor en una barra metálica que es calentada con una fuente de calor colocada en uno de sus extremos. A partir de la medición de la evolución de la temperatura en distintos puntos de la barra estimarán la difusividad térmica del material. Además, la práctica servirá para introducirnos en métodos de medición de temperatura y la adquisición de varias señales en forma simultánea
En la Carpeta de contenidos encontrarán:
- La guía de trabajo
- Bibliografía específica:
- Bodas, A., Gandı́a, V., & López-Baeza, E. (1998). An undergraduate experiment on the propagation of thermal waves. En American Journal of Physics (Vol. 66, Issue 6, pp. 528–533). American Association of Physics Teachers (AAPT). https://doi.org/10.1119/1.18899
