Informe 6 Electromagnetismo

 

CAMPO MAGNETICO Y FUERZAS MAGNETICAS Facultad de Ciencias Naturales e Ingeniería Yopal, Casanare R esume esumenn- 

se desarrolló la práctica de electromagnetismo utilizando los implementos del laboratorio con el fin de realizar las actividades propuestas por la guía en la cual debíamos ejecutar ejercicios imantación, de campos eléctrico, de medición de voltajes etc.

Palabras claves: campo magnético, fuerzas eléctricas, imantación. Summary -  Practicing the electromagnetism exercise using the implements of the laboratory in order to carry out the  proposed activities for the guide in whom it is expected to  perform magnetization exercises, electric fields, voltages measurement, etc.

I.

INTRODUCCIÓN

Al definir la electricidad como el movimiento de electrones  puede asumirse que la corriente continua es aquella en la cual los electrones se desplazan de manera constante en un solo sentido. Por convención se admite que dicho desplazamiento va del positivo al negativo. El primero en descubrir los efectos magnéticos de la corriente eléctrica fue el físico danés HC. Oersted, quien en 1881 observo que la aguja de una brújula en las proximidades de un conductor eléctrico se desviaba cuando circulaba corriente por el conductor, o sea la aguja magnética experimentaba una desviación de su posición de equilibrio cuya magnitud dependía de la intensidad de la corriente y de la distancia entre el conductor y la aguja. La orientación final de la aguja imantada dependía también del sentido de circulación de la corriente. La explicación de este fenómeno parte del hecho que alrededor de cualquier carga eléctrica en   movimiento se forma un campo magnético perpendicular al vector velocidad de la partícula cuya dirección se determina  por la regla de la mano derecha. Por tanto si en vez de tener una carga  puntual tenemos un flujo   continuo de cargas por interior de un conductor en el sentido A-B, tomando con el dedo pulgar el sentido de la corriente, la dirección del campo magnético será desde el centro de la mano hacia la punta de los dedos formando círculos concéntricos alrededor del conductor.  

MARCO TEÓRICO La inducción eléctrica fue descubierta en 1831 por el físico inglés Michael Faraday quien suponía que si una corriente  puede producir un campo magnético, debería poder producirse

corriente eléctrica mediante un campo magnético. Uno de los aparatos que Faraday utilizo en sus experimentos es de mucho interés histórico, ya que representa el prototipo de los transformadores de corriente alterna actuales. Consiste en un anillo de hierro provisto de dos bobinas de cobre aislado. Una de las bobinas se conecta a un galvanómetro y la otra a una  pila. Cuando se cierra o abre el circuito, la aguja del galvanómetro oscila. De este y otros experimentos realizados con el empleo de imanes y bobinas, Faraday concluyó que: A. Cuando un imán se desplaza hacia una bobina y se introduce en su interior, se crea o “induce” una corriente eléctrica. B. La corriente es de dirección contraria cuando el imán se desplaza alejándose de la bobina, saliendo de su interior.

II. MATERIALES MATERIALES A UTILIZAR EN LA PRÁCTICA  CANTIDAD  DESCRIPCIÓN

1 2 1 1 1 1 1 1

Bobina de 1000 espiras (multi-toma) Imán Recto Cables de conexión Fuente de poder (DC) Cables de conexión Bobina 1000 espiras Reóstato variable de 250 Ω  Dos bornes aisladores

1

Roseta para bombillo con terminales

1

Bombillo de 40W

1

Imán rectangular

1

Cordel

1

Multímetro

III. 

PROCEDIMIENTO

1.  PRIMERA PARTE   

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Ubicar los dos imanes de manera que los dos se repulsen. ¿Por qué pasa esto? Hallar la fuerza ejercida  por los campos y la energía potencial teniendo en cuenta

 

la masa del imán que está flotando y la distancia que los separa.

el papel y ponga limadura de hierro encima del papel, mueva el papel lentamente sin dejar caer la limadura. Que sucede?, por qué? Qué pasa si se realiza el circuito sin el bombillo?

2.  SEGUNDA PARTE 

  Ubicar los imanes de diferentes tipos en una pantalla de

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Escriba sus observaciones indicando la corriente en cada caso. Abra el circuito. Ubique debajo de la bobina un imán redondo (pueden ser varios). Cierre el circuito pero con la fuente en AC, (tenga precaución con el

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tubos catódicos y evaluar el efecto. ¿Por qué ocurre esto? ¿Qué sucede si ponemos el imán al lado de la  pantalla? Suponga que son dos electrones al cual está variando el movimiento por el campo magnético. Halle la fuerza como si fueran dos electrones separados una distancia dada por la pantalla entre el imán y el arco de mayor distancia visualizado aplicando la Ley de Coulomb. Halle el valor y la dirección del campo magnético suponiendo que la velocidad de los electrones en dada por el tubo de rayos catódicos es 2,65x107m/s,  para un electrón (q=1,602e- 19C). Porque se ven estas figuras en la pantalla?

3.  TERCERA PARTE   

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Se realiza el montaje indicado en la figura. El imán recto se introduce en la bobina y se retira lentamente, observando el valor máximo de la corriente inducida. Anote este valor. El imán recto se introduce en la bobina y se retira rápidamente, observando el valor máximo de la corriente inducida. Anote este valor. El imán recto se cuelga por su punto medio y se hace girar sobre la  bobina. Se debe observar como la corriente inducida es mayor mientras más rápido se desplaza el imán por el interior de la bobina. Qué sucede?, por qué?

4.  CUARTA PARTE   

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Se realiza el montaje indicado en la figura. Se conecta en serie el reóstato (con un valor bajo de resistencia), el  bombillo incandescente, la bobina, con el amperímetro, y se le aplica el voltaje dado por la fuente, luego amarre el imán del centro y póngalo a girar en torno a la cuerda, acérquelo al centro de la bobina. Que sucede?, por qué? Qué pasa si se realiza el circuito sin el bombillo? Escriba sus observaciones indicando la corriente en cada caso.  Nota: Tenga presente que puede calentarse el reóstato,  por eso se sugiere no tener mucho tiempo tie mpo conectado en circuito. 

5.  QUINTA PARTE  

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Se realiza el montaje indicado en la figura, igual que en el procedimiento anterior. Luego ponga la bobina horizontal de manera que en el centro tape el centro con

amperímetro en AC, dado caso no lo use en el circuito), mueva el papel lentamente sin dejar caer la limadura. Que sucede?, por qué? Qué pasa si se realiza el circuito sin el bombillo? Escriba sus observaciones indicando la corriente en cada caso.

IV. 

SIMULACIONES

Tabla 1. Inducción por medio de un i mán. Movimiento norte - sur (1) Medida Medida Galvanómetro Galvanómetro (lento) (rápido) 0,2 0,4

Numero de espiras Bobina 200

Movimiento sur - norte (2) Medida Medida Galvanómetro Galvanómetro (lento) (rápido) -0,2 -0,4

600

0,6

20

-0,6

-20

1000

10

19

-10

-19

1200

18

30

-18

-30

Tabla 2. Campo magnético de una corriente.  

Masa (kg)

Distancia (m)

Fuerza (N)

Energía potencial (J)

50 gr

1,7 cm

0,49

0,0833

100 gr

1,3 cm

0,98

0,1274

220 gr

1,5 cm

2,15

0,3234

V.   

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CUESTIONARIO

Que es un Imán?, Que tipos de Imanes existen? Cuales con los usos hoy en día? Son permanentes los imanes? Que tipos de Imanes existen? En que consiste la ley de Ampere? Qué relación tienen los experimentos realizados con la Aurora Boreal? Que es un electroimán? En que consiste la ley de Faraday? En que consiste la ley de Lenz? Cuál es el principio de funcionamiento del galvanómetro. Que sucede desde el punto de vista magnético con el conductor cuando se expone a la interacción de los imanes. Que sucede cuando invierte la dirección de la corriente en la interacción con los imanes. Explique Que es corriente desde el punto de vista magnético y

 

 

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tensión inducidas. Qué significado tiene el hecho que la tensión inducida cambie de polaridad cuando se está moviendo alternadamente el imán dentro de la bobina.

CONCLUSIONES

ANEXOS

BIBLIOGRAFÍA  https://www.ecured.cu/Electromagnetismo https://definicion.de/electromagnetismo/