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Concepto de flujo.- Se denomina flujo al producto escalar del vector campo por el vectorsuperficie.Si el campo no es const...
El campo magnético cuya dirección es perpendicular al plano de la espira, varía con el tiempode la forma     B=B0 sen(wt) ...
PROCEDIMIENTOMateriales y Equipos utilizados:• Bobina 300 espiras• Bobina 600 o 900 espiras• Bobina 1200 espiras• Bobina 5...
rotación del imán y cambiamos el alcance de 100mV por un alcance de 30mV de corriente   alterna. Giramos el imán aumentand...
Deslizamos la bobina de 500 espiras como se indica en la figura 7 y registramos nuestras   observaciones.f) Tensión induci...
RESULTADOS1) Observaciones y datos   Escriba sus observaciones acerca de los experimentos realizados en esta práctica.   a...
e) Tensión inducida en función de la superficie de las bobinas.     e1) Observaciones al deslizar la bobina        Si se d...
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  1. 1. INDUCCION ELECTROMAGNÉTICARESUMEN En esta práctica realizaremos algunas observaciones de cada uno de los experimentos para obtener el sentido de circulación de la corriente ya sea por el numero de espiras conectadas en forma paralela y en serie, o también en función del movimiento de los polos del imán y finalmente la obtención de la fuerza electromotriz (FEM) y de la tensión inducida alterna ya sea en función del circuito magnético.OBJETIVOS a) Generar fuerza electromotriz utilizando campos magnéticos.MARCO TEÓRICO La inducción electromagnética.- Es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos variables con el tiempo. El descubrimiento por Faraday y Henry de este fenómeno introdujo una cierta simetría en el mundo del electromagnetismo. Maxwell consiguió reunir en una sola teoría los conocimientos básicos sobre la electricidad y el magnetismo. Su teoría electromagnética predijo, antes de ser observadas experimentalmente, la existencia de ondas electromagnéticas. Hertz comprobó su existencia e inició para la humanidad la era de las telecomunicaciones. El descubrimiento, debido a Oersted, de que una corriente eléctrica produce un campo magnético estimuló la imaginación de los físicos de la época y multiplicó el número de experimentos en busca de relaciones nuevas entre la electricidad y el magnetismo. En ese ambiente científico pronto surgiría la idea inversa de producir corrientes eléctricas mediante campos magnéticos. Algunos físicos famosos y otros menos conocidos estuvieron cerca de demostrar experimentalmente que también la naturaleza apostaba por tan atractiva idea. Pero fue Faraday el primero en precisar en qué condiciones podía ser observado semejante fenómeno. A las corrientes eléctricas producidas mediante campos magnéticos Faraday las llamó corrientes inducidas. Desde entonces al fenómeno consistente en generar campos eléctricos a partir de campos magnéticos variables se denomina inducción electromagnética. La inducción electromagnética constituye una pieza destacada en ese sistema de relaciones mutuas entre electricidad y magnetismo que se conoce con el nombre de electromagnetismo. Pero, además, se han desarrollado un sin número de aplicaciones prácticas de este fenómeno físico. El transformador que se emplea para conectar una calculadora a la red, la dinamo de una bicicleta o el alternador de una gran central hidroeléctrica son sólo algunos ejemplos que muestran la deuda que la sociedad actual tiene contraída con ese modesto encuadernador convertido, más tarde, en físico experimental que fue Michael Faraday.
  2. 2. Concepto de flujo.- Se denomina flujo al producto escalar del vector campo por el vectorsuperficie.Si el campo no es constante o la superficie no es plana, el flujo se calcula mediante la integralLa inducción electromagnética. Ley de FaradayLa inducción electromagnética fue descubierta casi simultáneamente y de forma independientepor Michael Faraday y Joseph Henry en 1830. La inducción electromagnética es el principiosobre el que se basa el funcionamiento del generador eléctrico, el transformador y muchosotros dispositivos.Supongamos que se coloca un conductor eléctrico en forma de circuito en una región en la quehay un campo magnético. Si el flujo F a través del circuito varía con el tiempo, se puedeobservar una corriente en el circuito (mientras el flujo está variando). Midiendo la fem inducidase encuentra que depende de la rapidez de variación del flujo del campo magnético con eltiempo.El significado del signo menos, es decir, el sentido de la corriente inducida (ley de Lenz) semuestra en la figura mediante una flecha de color azul.Fundamentos físicos
  3. 3. El campo magnético cuya dirección es perpendicular al plano de la espira, varía con el tiempode la forma B=B0 sen(wt) El flujo F del campo magnético a través de las N espiras iguales es, el producto del flujo a través de una espira por el número N de espiras.La fem inducida en las espiras es:El sentido de la corriente inducida es tal que se opone a la variación de flujo.Cuando movemos un imán permanente por el interior de las espiras de una bobina solenoide(A), formada por espiras de alambre de cobre, se genera de inmediato una fuerza electromotriz(FEM), es decir, aparece una corriente eléctrica fluyendo por las espiras de la bobina, producidapor la “inducción magnética” del imán en movimiento.Si al circuito de esa bobina (A) le conectamos una segunda bobina (B) a modo de cargaeléctrica, la corriente al circular por esta otra bobina crea a su alrededor un “campoelectromagnético”, capaz de inducir, a su vez, corriente eléctrica en una tercera bobina.Por ejemplo, si colocamos una tercera bobina solenoide (C) junto a la bobina (B), sin que existaentre ambas ningún tipo de conexión ni física, ni eléctrica y conectemos al circuito de estaúltima un galvanómetro (G), observaremos que cuando movemos el imán por el interior de (A),la aguja del galvanómetro se moverá indicando que por las espiras de (C), fluye corrienteeléctrica provocada, en este caso, por la “inducción electromagnética” que produce la bobina(B). Es decir, que el “campo magnético” del imán en movimiento produce “inducciónmagnética” en el enrollado de la bobina (B), mientras que el “campo electromagnético” quecrea la corriente eléctrica que fluye por el enrollado de esa segunda bobina produce “inducciónelectromagnética” en una tercera bobina que se coloque a su lado.
  4. 4. PROCEDIMIENTOMateriales y Equipos utilizados:• Bobina 300 espiras• Bobina 600 o 900 espiras• Bobina 1200 espiras• Bobina 500 espiras• Bobina 1000 espiras• Yugo laminado• Núcleo en U laminado• Galvanómetro• Imán recto• Aro de aluminio• Estativo• Placa para soporte• Hilo de soporte• Tuerca universal• Fuente regulable de voltaje 0, 0v-15,0v• Interruptor, un polo, un borne• Conductores• Reóstato 33 ohmiosa) Tensión inducida en función del número de espiras Armamos el equipo de acuerdo a la figura 4. Desplazamos el imán con velocidad constante por el interior de cada bobina. Registramos en la tabla que aparece en el informe de esta práctica.b) Sentido de circulación de la corriente en función del movimiento de los polos del imán Invertimos los polos del imán en la figura 4. Repetimos el proceso del literal anterior. Registramos nuestras observaciones en el informe de esta práctica.c) Obtención de tensión inducida alterna Armamos el equipo de acuerdo con la figura 5. Giramos el imán aumentando la velocidad de rotación hasta que la aguja del Multímetro casi no oscile, en estas condiciones detenemos la
  5. 5. rotación del imán y cambiamos el alcance de 100mV por un alcance de 30mV de corriente alterna. Giramos el imán aumentando lentamente la velocidad angular. Analizamos el comportamiento del mili voltímetro en los dos casos realizados, proponemos alguna explicación.d) Tensión inducida en función del Circuito Magnético Armamos el circuito de acuerdo con la figura 6. Conectamos el interruptor S y registramos los valores en la tabla del informe.e) Tensión inducida en función de la superficie de las bobinas Armamos los equipos como se indica en la figura 7.
  6. 6. Deslizamos la bobina de 500 espiras como se indica en la figura 7 y registramos nuestras observaciones.f) Tensión inducida en función del campo del electroimán Armamos el equipo como se muestra en la figura 8. Registramos los datos en nuestro informe.
  7. 7. RESULTADOS1) Observaciones y datos Escriba sus observaciones acerca de los experimentos realizados en esta práctica. a) Tensión inducida en función del número de espiras. a1) Anote los datos obtenidos es este experimento Tabla de datos 1 # de Espiras 300 600 1200 ε (mV) 10 25 50 b) Sentido de la circulación de la corriente en función del movimiento de los polos del imán b1) Anote los datos obtenidos en este experimento Tabla de datos 2 # de Espiras 300 600 1200 ε (mV) -10 -25 -50 b2) Diferencias entre los valores obtenidos en a1 y b1 Son iguales, pero en sentido contrario. Pero eso sí, puede variar dependiendo la velocidad a la que se introduce el imán. c) Obtención de tensión inducida alterna c1) Observaciones al girar el imán Al hacer girar el imán se puede observar que se produce una variación del flujo magnético, esto se debe a que varía el área limitada por el conductor. También varía su orientación respecto al tiempo. d) Tensión inducida en función del circuito magnético d1) Anote los datos obtenidos en este experimento Tabla de datos 3 Bobina Inducida ε (mV) Núcleo Aire Fe(I) Fe(II) 250 1 3 1
  8. 8. e) Tensión inducida en función de la superficie de las bobinas. e1) Observaciones al deslizar la bobina Si se desliza la bobina hacia arriba la aguja del voltímetro se desvía hacia la izquierda, ocurre lo opuesto al deslizar la bobina hacia abajo. Se presenta una variación de flujo magnético.ANÁLISIS a) ¿Cómo varia la tensión inducida en función del número de espiras? Al aumentar el número de espiras aumenta la FEM. b) ¿Por qué es preferible conectar las bobinas en serie para este experimento y no utilizarlas una a una? Es preferible conectar las bobinas en serie para producir una fuerza electromotriz mayor. c) ¿Cómo influyen los polos del imán en el sentido de circulación de la corriente inducida? Al presentarse una variación en el sentido de los polos del imán, esto influye a que el sentido de la corriente inducida también varíe. d) ¿Qué tipo de corriente se induce al girar el imán? Al girar el imán se induce una corriente continua. e) ¿Cómo depende la tensión inducida del tipo de núcleo de la bobina inducida? La tensión inducida depende del material con el cual está elaborado el núcleo de la bobina. f) ¿Cómo varía la fem inducida en el experimento e? La fem inducida varía su sentido dependiendo de la posición en la cual se mueva la espira, por lo que la aguja del voltímetro muestra este cambio. La variación de la intensidad de corriente en una bobina da lugar a un campo magnético variable.CONCLUSIONES - Al terminar nuestra práctica podemos concluir que en la ley de Lenz un campo magnético puede crear una corriente eléctrica, ésta es basada para construir varios motores o transformadores. - En los experimentos de conexión en serie y en paralelo se muestra que el voltaje en la primera va aumentando con el número de espiras, a diferencia con el segundo en el cual el voltaje va disminuyendo conforme el número de espiras es mayor. - Los diferentes valores que se pudieron obtener en la práctica de Tensión inducida en función del número de espiras es debido a que al momento de introducir el imán no se lo realizo de la
  9. 9. manera correcta, es decir no se pudo mantener una velocidad constante al momento de deslizar el imán dentro de cada bobina. - Cuando un conductor cerrado se hace girar en el seno del campo magnético producido por un imán se genera en su interior una diferencia de potencial capaz de producir una corriente eléctrica y ésta a su vez genera una fuerza electromotriz (FEM). - Para producir un flujo de corriente en cualquier circuito eléctrico es necesaria una fuente de fuerza electromotriz. - La fuerza electromotriz inducida en un circuito es proporcional a la rapidez con la que varía el flujo magnético que lo atraviesa. - Cuando se hace oscilar un conductor en un campo magnético, el flujo de corriente en el conductor cambia de sentido tantas veces como lo hace el movimiento físico del conductor. - Las corrientes que se inducen en un circuito se producen en un sentido tal que con sus efectos magnéticos tienden a oponerse a la causa que las originó. - La tensión inducida entre 2 bobinas es mayor cuando tienen un núcleo ya que al realizar el experimento E se pudo observar que al principio cuando solo una de ellas tenia núcleo apenas se notaba el movimiento del voltímetro.BIBLIOGRAFÍA • SERWAY, A, (1993), Física, Vol., I. Páginas 824-831. • Alonso – Finn, (1976). Física, Campos y Ondas. • http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_induc_elecmagnetica/ke_induc_elecmagneti ca_1.htm • http://www.sociedadelainformacion.com/departfqtobarra/magnetismo/index.htm • ICF, (2009). “Guía de Laboratorio de Física C”. ESPOL. • http://www.monlau.es/btecnologico/electro/induccion.htm • www.unicrom.com/inducción-electromagnetica

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