Informe - Anillos danzantess

Universidad del cauca, Bermeo Melo., Burbano Hernández., Claros Carballo y Contreras Ossa.

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ANILLOS DANZANTES 1

2  3  4  J.A. Bermeo M elo 1 , C.A. C.A . Bu r bano H ern erná ández  , D.F. Claros Carba Carballll o   y C.A. C.A . Contr er as Oss Ossa  .

 Ingeniería física, Facultad de Ciencias Exactas y de la Educación, Universidad delCauca,jessicabm@unicauca  Ingeniería física, Facultad de Ciencias Exactas y de la Educación, Universidad del Cauca,burbanoh@unicauca 3  Ingeniería física, Facultad de Ciencias Exactas y de la Educación, Universidad del Cauca,dfclaros@unicauca 4  Ingeniería física,FacultaddeCiencia Exactas y de la Educación,UniversidaddelCauca,cristiancontre@unicauca

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Tel:3132115024 Fecha de realización: realización: 11/12/2013 Fecha de entrega: 14/12/2013 14/12/2013

Resumen- Este laboratorio basado en el principio de Faraday tiene como fin comprobar la ley de inducción de este. Para realización de esta  práctica se usó una bobina con núcleo de hierro saliente, una fuente de voltaje AC, anillos metálicos de diferentes materiales, un tambor metálico, un alambre enrollado con sus extremos libres y un cable con una bombilla. Lo primero que hicimos fue graduar la bobina a 600 vueltas de tal manera que se pudiera analizar los efectos del campo electromagnético sobre algunos materiales y analizar el por qué cuando se realiza con un circuito cerrado se presenta la levitación y  por qué no cuando el circuito está abierto, estos mismos efectos fueron analizados para cada uno de los procedimientos. Luego se graduó la bobina en 900 vueltas y se observó los cambios obtenidos con cada uno de los objetos.  Palabras clave: - Voltaje AC

Abstract  –   This laboratory based on Faraday's  beginning has as end verify the law of induction of this one. For accomplishment of this practice a  bobbin was used by core co re of salient iron, a source of voltage AC, metallic rings of different materials, a metallic drum, a wire coiled in his free ends and a cable by a bulb. The first thing that we did was to classify the bobbin to 600

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returns in such a way that it was possible to analyze the effects of the electromagnetic field on some materials and analyze why when it is realized by a closed circuit one presents the levitation and why not when the circuit is opened, the same effects were analyzed for each of the procedures. Then the bobbin graduated in 900 returns and were observed the changes obtained with each of the objects.

I NTRODUCCIÓN Este informe pretende dar cuenta de las diferencias básicas entre los fenómenos  producidos por las cargas estacionarias que  producen campos eléctricos y las cargas móviles que producen campos magnéticos. También el efecto que produce la variación de los campos magnéticos en los campos eléctricos que originan. Se quiere entender la deducción hecha por Faraday la cual lo llevo a formular la ley que lleva su nombre. Esta ley señala que la magnitud de la fuerza electromotriz inducida es igual a la tasa de cambio con respecto al tiempo de flujo magnético a través del circuito. Se estudiara el efecto que tiene una fuerza electromotriz en un lazo cerrado de alambre cuando este se mueve en un campo magnético, también se estudiara la inducción sobre aros de diferentes materiales.

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MARCO TEÓRICO Ley de Inducción de Faraday Cuando se tiene un conductor en movimiento en un campo magnético de tal manera que corte las líneas magnéticas de flujo, se inducirá un voltaje en él, siendo esta inducción proporcional al número de líneas de flujo cortadas por unidad de tiempo y a la intensidad del campo magnético. Esto se puede ver reflejado en la ecuación:   



Donde: 

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 N = número de vueltas de la bobina. d/dt = cambio instantáneo en flujo que atraviesa la bobina.

Inducción magnética Mecanismo que constituye la formación de un campo eléctrico a través de uno magnético. Al generarse un campo eléctrico en un material conductor, los portadores de carga se verán sometidos a una fuerza y se inducirá una corriente eléctrica en el conductor. Fuerza electromotriz Es el flujo de una corriente de electrones  producida por la corriente en un bobinado. En  principio un campo magnético puede ser inducido  por una corriente eléctrica y también un campo magnético es capaz de producir cierta fuerza sobre cargas eléctricas en movimiento. Si un conductor se encuentra en un campo magnético, sobre él se inducirá una fuerza electromotriz. El valor de esta fuerza depende de la velocidad con la que el material conductor se mueva. Por propiedades características de los metales estos pueden interactuar con el campo electromagnético generado por el núcleo de hierro de la bobina utilizada.

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F uerzas en el ani ll o

R ESULTADOS Inicialmente se pone un anillo de cobre a través del núcleo de hierro, se acciona el interruptor que enciende la fuente AC. Se observa que el anillo empieza a elevarse y vuelve a bajar apenas se apaga el Variac. Se repite este procedimiento para los anillos de aluminio y bronce. A diferencia de los anillos de cobre y aluminio el de bronce no se elevó. En cambio lo que si experimentaron los tres anillos, fue un calentamiento durante el  proceso, con la diferencia de que se calentaron de manera distinta, siguiendo este orden de intensidad de calor, de mayor a menor: Cobre, Aluminio y Bronce. En los tres casos, el tambor giraba al acercarlo a los anillos pero giraba de mayor velocidad a menor velocidad en el mismo orden anterior. Al unir las puntas peladas del cable en forma de espiral, cuando el Variac se encontraba a 70 V ca, se generaba una chispa. La chispa era más intensa cuando estaba a 100 V.

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Al introducir el embobinado el arrollamiento de cobre con bombilla, se observó que cuando más voltaje se suministraba aumentaba la intensidad de luz.

PROCESAMIENTO DE DATOS

1. En

cada procedimiento analice el comportamiento observado y concluya qué es lo que está sucediendo.

Para explicar el  primer fenómeno apreciado al colocar el aro de cobre en el núcleo del inductor nos apoyamos en las deducciones hechas por Faraday, las cuales aseveran que en un inductor las variaciones de corriente generan un campo magnético. Esto se puede apreciar en el calentamiento del aro sin tener ningún contacto físico con el inductor. Es notable que en el aro se encuentra una corriente eléctrica que es inducida por el campo magnético generado en el inductor. Además del calentamiento en los anillos, se  presenta un movimiento en un tipo de vibración que es mayor en los aros de cobre y aluminio. Al colocar el aro de bronce, como en el aro de cobre se evidencia la presencia de corriente eléctrico debido a que este también se calienta, pero su vibración en menos que la de los de cobre y el aluminio y no es suficiente para flotar. Al Tomar el tambor metálico y aproximándolo a los anillos, se pudo observar que este giraba con mayor velocidad y que el campo magnético era mayor, según el tipo de material del anillo. Posteriormente al colocar el cable enrollado en el núcleo del inductor y conectar sus terminales se produjo una chispa la cual significa la presencia de Laboratorio De Electromagnetismo

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una corriente que circula por el cable. La chispa producida se debe a que al juntar las  puntas peladas se produce un corto circuito, es decir cuando se abre un camino al paso de la corriente sin una resistencia. Otra manera de apreciar la  presencia de una corriente inducida es cuando introducimos en el inductor un arrollamiento conectado a un bombillo dado a que este se encendía, este necesita de corriente para encenderse, y también  podemos apreciar la ley de ohm que a más voltaje mayor corriente porque el bombillo tenía más intensidad de luz. 2. Proponga usos prácticos para cada fenómeno observado. El primer fenómeno que observamos fue el de levitación de anillos, y uno de sus usos  prácticos se da, en el uso de los trenes de maglev que son transportes basados en levitación magnética, otro uso se da en los rodamientos magnéticos que son utilizados en la industria como generación de potencia eléctrica y la refinación de petróleo. El segundo fenómeno tiene como aplicación el soldador eléctrico, que es su principio  básico consiste en convertir la energía eléctrica en calor para derretir ciertos materiales.

CONCLUSIONES Por medio de las observaciones que hicimos del experimento se concluyó que: 

La ley de Faraday se cumple en cualquier sistema compuesto por un conductor de corriente con varias espiras y otros elementos dispuestos alrededor de ella siendo conductores.

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Para establecer la presencia de un campo magnético es necesario de elementos que den una prueba contundente de ello, un tambor metálico, una bombilla, un anillo metálico o un corto circuito, etc. De lo anterior se puede decir que el hecho de que no haya un inductor no significa la no existencia del campo magnético.

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Las vueltas en la bobina nos permitieron controlar la inducción de corriente ya que al cambiar de 900 vueltas a 600 vueltas nos dimos cuenta que era más eficiente y se producía más corriente inducida.

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El tambor dependiendo del campo magnético generado en los anillos giraba a menor o mayor velocidad.



A partir de sus experimentos nos pudimos dar cuenta que Michael Faraday tenía unos fundamentos necesarios y suficientes  para formular la ley que lo hizo inmortalizar ya que tiene importantes aplicaciones en la generación de electricidad.

BIBLIOGRAFÍA 

Magnetismo. Fisica Net. Disponible en http://www.fisicanet.com.ar/fisica/magnet ismo/ap01_campo_magnetico.php\

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Electromagnetismo. UNLP. Facultad de Bellas Artes, Argentina. Disponible en http://www.ing.unlp.edu.ar/cys/DI/electro magnetismo.pdf

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Ley de Faraday. Enciclopedia libre Wikipedia. Disponible en http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Fara day

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Universidad del cauca, Bermeo Melo., Burbano Hernández., Claros Carballo y Contreras Ossa.

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BIOGRAFÍAS

Jessica Alejandra Bermeo Melo,

 Nació en Popayán, Cauca. Efectúo su  bachiller en el colegio la Merced, Actualmente es estudiante de cuarto semestre de Ingeniería Física en la Universidad del Cauca.

Christian Burbano Hernández, nació

en Pasto, Nariño. Culmino su estudios  básica secundaria en el colegio Jesús  Nazareno de El Tambo Nariño, Actualmente reside en Popayán, Cauca y es estudiante de cuarto semestre de Ingeniería Física en la Universidad del Cauca, con interés en robótica

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Diego Claros

Fernando Carballo,

nació en Pitalito Huila, realizó su  bachiller en el colegio departamental y actualmente es estudiante de Ingeniería Física en la universidad del cauca.

Cristian Alexander Contreras Ossa

nació el 31 de mayo de 1995 en la ciudad de Popayán, Colombia. Realizó sus estudios  primarios y del  bachillerato en el colegio Seminario Menor Arquidiocesano y actualmente cursa tercer semestre de Ingeniería Física en la universidad del Cauca.