1. “INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA”
LABORATORIODEFISICAIII
Evelin Yissel Pérez V. 21111150
Instructor: Saúl Castro
San Pedro Sula, Jueves 28 de Noviembre de 2012
I. Resumen Introductorio
2. “INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA”
La Ley de Lenz plantea que las tensiones inducidas serán de un sentido
tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo; no
obstante esta ley es una consecuencia del principio de conservación de
la energía.
El Generador Ac es el generador de corriente alterna es un dispositivo
que convierte la energía mecánica en energía eléctrica. El generador más
simple consta de una espira rectangular que gira en un campo
magnético uniforme.
1. Objetivos de la experiencia
Observar en la bobina el comportamiento de la inducción
electromagnética generado por una salida alterna y conocer
los efectos producidos por el flujo magnético en una bobina.
Determinar el voltaje de inducción en función de distintas
variables de las bobinas.
2. Precauciones experimentales
Leer con cuidado las indicaciones
Manejar el applet
3. “INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA”
Ley de Lenz
a. Ingrese a
http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/lenzlaw/ind
ex.html y analice la dirección de la corriente inducida en
la espira (amarilla) y del campo magnético inducido
(azul).
b. Explique el porqué de las direcciones del campo azul
(azul) y de la corriente (amarilla) y en particular explique
a qué se deben los cambios conforma entra o sale el imán.
R// La ley de Lenz establece que la dirección de todo efecto de
inducción magnética es la que se opone a la causa del efecto.
Cuando el imán entra o sale, existe un campo de flujo
provocado por el campo magnético y este siempre es en
dirección opuesta.
4. “INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA”
Generador AC
a) Ingrese a
http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/generator/a
c.html Analice el movimiento de la espira rotante en
relación con la fem inducida (observe el amperímetro y la
curva senoidal).
b) Explique con claridad el fundamento físico de la aparición de la
corriente inducida en base al movimiento de la espira. En
particular señale qué es lo que cambia en el flujo magnético para
que se produzca la inducción.
R//: La definición de corriente es cargas en movimiento, Cuando al inicio la espira se
encuentra horizontal y se carga de positivo a negativo, luego la corriente empieza a
cambiar a medida que la espira rota ya que los electrones cargados negativamente
van a dar a los cargados positivamente y viceversa y como ambos se repelen se crea
el movimiento de las cargas que crea la corriente, esta varia cuando la espira esta
paralela a los polos ósea vertical, y por eso es que es una grafica senoidal porque los
picos siempre son los mismo, aunque la frecuencia sea más. Lo que cambia en el
flujo magnético cambia la polaridad de la espira, y por eso se produce la inducción,
por que pasa de positivo a negativos y de negativos a positivo constantemente.
5. “INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA”
B. OTRAS FORMAS DE INDUCCIÓN
ELECTROMAGNÉTICA
Estas experiencias habrá podrá hacerlas conectándose a Internet fuera
del aula de laboratorio. Para ellas, entre a la página de Ángel Franco
García:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/elecmagnet.htm
Encontrará su Curso Interactivo con Ordenador. Seleccione el tema
Ley de Faraday. Trabajaremos con algunas de las experiencias virtuales
que nos ofrece: Una vez haya entrado en el tema relativo a la experiencia
a realizar, vaya a Actividades para encontrar el ‘applet’ correspondiente.
6. “INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA”
B.1. IMÁN QUE ENTRA Y SALE DE UNA BOBINA
1. EXPLICACIÓN GENERAL
A continuación ingrese a la página inicial y acceda a Demostración de la
Ley de Faraday (II)
(http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/induccion/faraday/fara
day.htm) Al final de la subsección de Actividades se encontrará con el
‘applet’ cuya figura se adjunta enseguida. Muestra un imán que entra y
después sale en una bobina. Ud. puede manejar la velocidad del imán y
el radio de las espiras de la bobina
CUESTIONARIO
¿Por qué el flujo del imán por la bobina aumenta conforme éste va
entrando en la bobina?
Porque se encuentra a una distancia más corta de la sección transversal.2.
¿Por qué aumenta también, si aumenta el radio de las espiras?
El área de la sección transversal es proporcional al flujo, por esta razón
el flujo aumenta.
¿Por qué y en qué momento la fem inducida cambia de signo?
7. “INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA”
Cambia de signo en el momento en el que el campo magnético alcanza
su puntos más bajo y más alto.
¿Por qué el aumento de la velocidad del imán produce un pulso
inducido con picos más altos?
La fem inducida aumenta y por tanto aumenta la corriente.
¿Por qué el amperímetro regresa a cero y no se mueve cuando el
imán, una vez entró, permanece dentro de la bobina?
Porque no hay movimiento de carga entro los polos del imán y todo el
interior se carga con la misma polaridad del imán lo cual evita el
movimiento de carga y no hay corriente, y donde no hay corriente no
hay voltaje.
B.2. CORRIENTES DE FOUCAULT (O DE EDDY)
1) Si usted construyera un montaje como el que se muestra en la figura:
disco rotando a velocidad angular constante y campo magnético
actuando sobre una pequeña área de él, observará, después de un
tiempo, que el disco termina deteniéndose. En la página fundamental de
todas estas experiencias, dentro de Corrientes de Foucault
(http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/induccion/foucault/fou
cault.htm), encontrará la explicación teórica pormenorizada de lo
concerniente a este tema.
8. “INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA”
CUESTIONARIO
1) Explique cómo se producen las corrientes inducidas en el disco
móvil.
R//: Una corriente pulsante se aplica a la bobina, que entonces induce un
campo magnético se muestra en azul. Cuando el campo magnético de la
bobina a través de los movimientos de metal, tales como la moneda en esta
ilustración, el campo eléctrico induce corrientes (llamado corrientes de
Foucault) en la moneda. Las corrientes parásitas inducen su propio campo
magnético, mostrado en rojo, lo que genera una corriente opuesta en la
bobina, que induce una señal que indica la presencia de metal.
2) Explique lo más claramente posible porqué se va deteniendo el
disco al aplicar campo magnético.
R//: Las corrientes de Foucault crean pérdidas de energía a través del efecto
Joule. Más concretamente, dichas corrientes transforman formas útiles de
energía, como la cinética, en calor no deseado, por lo que generalmente es un
efecto inútil, cuando no perjudicial. A su vez disminuyen la eficiencia de
muchos dispositivos que usan campos magnéticos variables. Estas pérdidas
son minimizadas utilizando núcleos con materiales magnéticos que tengan
baja conductividad. Los electrones no pueden atravesar la capa aisladora
entre los laminados y, por lo tanto, no pueden circular en arcos abiertos. Se
acumulan cargas en los extremos del laminado, en un proceso análogo
al efecto Hall, produciendo campos eléctricos que se oponen a una mayor
acumulación de cargas y a su vez eliminando las corrientes de Foucault.
