1. OBJETIVOS •
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Estudiar los fenómenos básicos de la inducción electromagnética Determinar la relación entre corriente inducida y la variación de ujo magnético inductor.
2. MATER MATERIAL IALES ES • • •
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Galvanómetro Solenoides Compás magnético e imanes lave de tipo de presión reversible !eóstato "ornillo "ornillo de metal #uente de voltaje $CD Cone%iones
3. FUNDAMENTO TEÓRICO a indu inducc cció ión n elec electr trom omag agné néti tica ca&& es el fenó fenóme meno no por por el cual cual se gene genera ra corr corrie ient nte e ' en una una bobi bobina na cond conduc ucto tora ra cerr cerrad ada a ó circ circui uito to&& debido a las variaciones del ujo magnético en el tiempo (ue e%isten en la región donde ellas están ubicadas. )ic*ael #araday *acia +,- descubrió este fenómeno& el cual se puede producir por la acción de un imán en movimiento& por una corriente corriente variable en el tiempo (ue circula por un circuito ó por la variación del área de la bobina y/o circuito. a Ley de Inducción de F!dy establece0
"L #e$ %&' inducid en un e()i! ce!!d e( i*u+ $en,( + !-ón e$),!+ de+ c$/i, de+ #+u0, $*nic, %' !( de + e()i!4
Esta ley se complementa con la Ley de Len- (ue establece0
"E+ (enid, de + c,!!iene inducid e( + 5ue iende ,),ne!(e $edine (u( cci,ne( e+ec!,$*nic( + cu( 5ue + )!,duce4. Se puede e%plicar visualmente mediante los siguientes es(uemas.
6. 7ROCEDIMIENTO PROPIEDADES MAGNETICAS DE LOS SOLENOIDES.
Conectamos el solenoide 1posición este2oeste3 tal como indica el circuito de la 4gura 5& manteniendo la posición relativa del solenoide y compás. Cerramos la llave y anotamos la dirección en el cual el polo norte de la aguja es deectada. 6notamos también la dirección de la corriente alrededor de la *élice (ue constituye el solenoide. 'nvertimos el sentido de la corriente y *aga las mismas anotaciones. EL PRINCIPIO DEL ELECTROIMÁN
Colo(ue el solenoide en dirección este2oeste del compás de modo (ue la aguja no este deectada mas de +7 con respecto al eje del solenoide cuando la llave esta abierta. Cierre la llave y anote la posición. 'nvierta la corriente y anote la posición de la aguja. 'nserte a*ora el tornillo de metal en el interior de la bobina. 89ué observa:
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Conecte las terminaciones de un solenoide al galvanómetro como muestra la 4gura -. E%amine la dirección en la cual el alambre de la bobina esta arrollada. 'nduciendo el imán tal como se indica en la 4gura -& anote la dee%ión del galvanómetro& en cado caso 1*acia arriba& *acia abajo y determine de (ue modo la 4gura uye la corriente alrededor de la bobina 1*orario o anti*orario3. )irando de arriba *acia abajo y moviendo el imán adentro y *acia fuera& observe lo (ue sucede y reg>strelo en su informe0 6l cambiar la rapide? del movimiento del imán se produce lo anteriormente pero con mayor intensidad. a polaridad producida en la bobina por la corriente inducida& se *allara con la regla de la mano derec*a. FUERZA ELECTROMOTRIZ INDUCIDA ENTRE DOS CIRCUITOS
6lineamos dos solenoides de modo (ue sus ejes estén paralelos y los enrollamientos están en la misma dirección como se indica en la 4gura @. El solenoide conectado a una pila se denomina primario o inductor y el otro es el secundario o inducido. Con la llave cerrada mover la bobina primaria *acia atrás o *acia adelante como se *i?o con el imán. Si la aguja del galvanómetro se deecta demasiado redu?ca la corriente en el primario. ;bserve las direcciones de la corriente en el secundario y *aga los diagramas similares al mostrado en cada uno de los diagramas debe indicar lo siguiente0 +3 a dirección de la corriente en el primario 53 a dirección del movimiento del primario 1*acia o desde el secundario3 -3 a dirección de la corriente inducida en el secundario. 89ué suceder>a si en lugar del primario se mueve el secundario: Con la bobina primaria cerca de la secundaria& var>e la corriente en el primario bruscamente& abriendo o cerrando el circuito. ;bserve la amplitud relativa de la dee%ión de la aguja del galvanómetro. !egistre sus observaciones en dos diagramas de un amanera similar a la sugerida anteriormente mostrando en estos casos cuando la llave *a sido cerrada y cuando *a sido abierta.
LEY DE LENZ •
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6rmamos el circuito como lo muestra la 4gura A& donde las bobinas circulares se deben colocar una por una y (ue no c*o(uen en la mesa. Cuando la llave está abierta& colocar la bobina circular lo mas cercano posible del solenoide pero tratar (ue no lo to(ue& acto seguido conecte rápidamente 8(ué observa: uego desconecte rápidamente 8(ué observa: !epetimos el paso anterior pero colocando el tornillo de *ierro en el solenoide 8(ué observa:. !epita pero conectándolo en el sentido contrario y luego desconectando 89ué concluye: como en el paso -& pero sin desconectar el solenoide de la fuente sepárelo con lentitud alrededor de +/5 cm de la bobina y desconecte rápidamente 89ué sucede:. !epita esta acción pero cuando está conectado con la otra polaridad 89ué concluye: !epetimos los pasos - y @ con las otras bobinas 89ué concluye: !epetimos el paso - cuando el solenoide está separado + y 5 cm respectivamente 89ué concluye: !epita el paso @ separando el solenoide + y 5 cm respectivamente 89ué concluye:
8. CUESTIONARIO
1. 9:ue !e+ción ,/(e! u(ed en!e + c,nduc de un (,+en,ide ),! e+ 5ue )( c,!!iene e+c!ic y un i$;n de un /!!< C,nduc de+ S,+en,ide c,n e+ i$;n. Cuando movemos un imán permanente por el interior de una bobina solenoide formado por un enrollado de alambre de cobre con nBcleo de aire& el campo magnético del imán provoca en las espiras del alambre la aparición de una fuer?a electromotri? %FEM' o ujo de corriente de electrones. Este fenómeno se conoce como inducción magnética. a e%istencia de ese ujo de electrones o corriente eléctrica& se puede comprobar instalando un galvanómetro %=' en el circuito de la bobina solenoide. •
C,nduc de+ S,+en,ide c,n + c,!!iene e+c!ic. Cuando *acemos pasar corriente por una bobina& el campo magnético creado por la corriente al pasar a través de la bobina será muc*o mayor& puesto (ue el campo magnético 4nal será la suma de campos creados por cada una de las espiras. 6s> pues& en una bobina& el campo magnético será más intenso cuanto mayor sea la intensidad de corriente (ue circule por ella y el nBmero de espiras (ue contenga la bobina. De esta forma& una bobina& por la (ue circule una corriente eléctrica e(uivaldr>a a un imán de barra. El sentido de las l>neas de fuer?a se determina a partir de cual(uiera de sus espiras.
2.> Menci,ne ),! +, $en,( d,( !e*+ )!;cic( )! dee!$in! + ),+!idd de un (,+en,ide 5ue ++e c,!!iene e+c!ic. ;bserve en la 4gura 25 (ue la dirección en la (ue uye la corriente determina cuál de los dos e%tremos del inductor será el polo norte. Fara identi4car este polo se usa la regla de la mano derec*a en una de sus variantes. "omamos el inductor con la mano derec*a en forma tal (ue los dedos apunten en la dirección de ujo de la corriente. El pulgar indicará el norte
#igura 25 'denti4cación de los polos de un solenoide por donde circula una corriente eléctrica ;tra forma de determinar los polos de un solenoide es 4jarse el sentido del campo magnético generado por este& donde si el campe magnético es saliente indica el polo norte& y donde es entrante indica el polo sur.
3. 9:u e#ec, )!,duce + in(e!ción de un !i++ $e;+ic en e+ ine!i,! de un /,/in 5ue ++e un c,!!iene e+c!ic< 9có$, (e!i + c,n?*u!ción de +( +@ne( de #ue!- $*nic< Cuando ponemos la varilla metálica en el interior de la bobina y luego *acemos circular corriente por la bobina& el campo magnético se refuer?a e%traordinariamente en su interior& y la
bobina se convierte en un poderoso imán con mBltiples aplicaciones.
6.> u(nd, + +ey de +en- indi5ue e+ (enid, de + c,!!iene y + ),+!idd en e+ (,+en,ide de + ?*u! 3 cund, e+ i$;n (e +e0. E)+i5ue. En la 4gura - observamos (ue cuando el imán se aleja del solenoide& la circulación de la corriente es de sentido *orario& pero va disminuyendo la intensidad de corriente por el simple *ec*o de (ue disminuye el ujo magnético generado por el imán.
8. De + ?*u! 6 c,n + ++e ce!!d y c,n + ide de 5ue e+ u0, $*nic, en e+ (ecund!i, u$ene , di($inuy $edid 5ue ce!5ue$,( , +e0e$,( e+ )!i$!i, enuncie un !e*+ )!cic )! dee!$in! + ),+!idd en e+ inducid,. a polaridad producida en la bobina por la corriente inducida& se *allara con la regla de la mano derec*a
8. CONCLUSIONES • •
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a causa de errores en la e%periencia son debido a (ue en el laboratorio e%ist>an campos magnéticos ajenos a la e%periencia de otros materiales. E%perimentalmente se comprobó (ue mientras está cambiando la cantidad de campo magnético (ue atraviesa la super4cie de un circuito& aparece una corriente eléctrica inducida en el circuito& detectada por el galvanómetro& sin (ue esté conectado a ningBn generador eléctrico es decir comprobamos la inducción e+ec!,$*nic.
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E%perimentalmente comprobamos (ue los datos teóricos tales como0 como0 el sentido de la corriente inducida es tal (ue se opone a la causa que lo produce; si la causa es el aumento de ujo& la corriente crea un ujo (ue se opone al original si la causa es la disminución del ujo& la corriente crea un ujo (ue favorece al ujo original comprobado por la dirección (ue tenia la aguja del galvanómetro al *acer oscilar el imán& es decir todo el análisis por medio de la polaridad.
. REFERENCIA BIBLIO=RFICA • • •
)anual de laboratorio de electricidad y )agnetismo. Guia de aboratorio de #>sica ''' 'nternet.
