Practica 2 Experimento de Oersted

27 de febrero

El experimento de Oersted demuestra que entre la electricidad y el magnetismo existe una relación muy estrecha, ya que una corriente eléctrica puede dar lugar a un campo magnético. Este hecho tiene grandes aplicaciones en casi todos los aparatos eléctricos empleados en la actualidad. Por esa razón es importante que el alumno observe este fenómeno y analice estos efectos.

a) Observará que alrededor de un conductor recto con corriente eléctrica. Se crea un campo magnético.

b) Observará la dirección del campo magnético.

c) Observará los espectros magnéticos formados por una bobina con núcleo de hierro, dos bobinas cercanas con núcleo recto y dos bobinas con núcleo común de hierro en forma de “u”.

Para que el alumno pueda desarrollar satisfactoriamente la práctica se requiere de los conocimientos siguientes: a) Efecto magnético de la corriente eléctrica. b) Regla de la mano derecha para determinar la dirección del campo magnético alrededor de un conductor recto con corriente eléctrica. c) Definición de solenoide y sus propiedades electromagnéticas.

    1    a

d) Regla de la mano derecha para solenoides.

   n     i    g     á     P

e) ¿Qué es un electroimán? Y como funciona.

 2008041376

Ing. José María Arce Orozco

im4

6

27 de febrero

En la práctica de efectos de la corriente se observo que la corriente eléctrica produce diversos efectos, entre los cuales está el efecto magnético. Este efecto fue un descubrimiento hecho por el danés Hans Christian Oersted en 1819, quien desarrolló un experimento que lleva su nombre. El experimento de Oersted consiste en colocar un conductor recto encima de una brújula; paralelo a la aguja de este al aplicarlo la corriente al conductor. Oersted

observó que la aguja se desvía a su posición de

equilibrio, desviación que depende de la intensidad de corriente, siendo la máxima desviación perpendicular al alambre. Invirtiendo el sentido de la corriente eléctrica el efecto es el mismo, solo que ahora el sentido en el que se desvía la aguja es contrario al anterior. Como lo único que perturba a la aguja es el campo magnético, Oersted concluyo que alrededor de un conductor formaba un campo magnético originado por la corriente eléctrica, cuya dirección depende del sentido de circulación de la corriente eléctrica. La regla de la mano derecha nos proporciona la forma de determinar el sentido de las líneas de fuerza alrededor de un conductor: se toma el conductor con la mano derecha con el pulgar en sentido de la corriente (sentido convencional de + a -) los demás dedos curvados nos dan el sentido de las líneas de fuerza, circulares y concéntricas con el conductor.

Un conductor, por el que se hace circular la corriente y bajo el cual se sitúa una brújula.

    2    a    n     i    g     á     P

 2008041376

Ing. José María Arce Orozco

im4

6

27 de febrero

Este segundo experimento es igual en todo el anterior, pero sustituyendo el puente y conductor uní-filiar por una bobina al aire, colocando la brújula en el centro de la bobina, conseguimos aumentar el campo magnético, y los efectos son más visibles. "Schweigger" con un experimento parecido descubrió el "multiplicador" conducente a los aparatos de medida, lo que nos demuestra que los avances siguen un camino preparado y basado en las investigaciones precedentes.

    3    a    n     i    g     á     P

 2008041376

Ing. José María Arce Orozco

im4

6

27 de febrero



1 Aparato de Oersted



1 Hoja de vidrio.



1 Fuente de corriente eléctrica de DC



1 Salero con limadura de hierro

que incluye el amperímetro y



1 Escobilla

voltímetro.



6 Conductores eléctricos para



1 Brújula

conexión.



2 bobinas de 400 vueltas.



1 Núcleo de hierro en forma de “u”.

    4    a    n     i    g     á     P

 2008041376

Ing. José María Arce Orozco

im4

6

27 de febrero

Conecte sus aparatos de acuerdo al diagrama mostrado en el rotafolio, colocando entre los postes el aparato de Oersted con su aguja paralela a este.

Conecte el aparato de Oersted de modo que la corriente eléctrica circule por el conductor superior del aparato. ¿Qué le ocurre a la aguja?

    5    a    n     i    g     á     P

 2008041376

Ing. José María Arce Orozco

im4

6

27 de febrero

R= La aguja se mueve en sentido a las líneas del campo magnético

    6    a    n     i    g     á     P

 2008041376

Ing. José María Arce Orozco

im4

6

27 de febrero

Desconecte el aparato de Oersted y vuelva a conectar pero ahora de manera que la corriente fluya por el conductor inferior, ¿Qué le ocurre a la brújula? Nota si no aprecias nada solo invierte la colocación de los conductores en el aparato de Oersted.

R: la orientación de la brújula cambia debido al sentido de la corriente, las líneas de campo magnético

¿Qué concluye de lo que observa en los incisos 2 y 3?  R= Las líneas de campo magnético cambian conforme cambie el sentido de la corriente, se comprueba la ley de la mano derecha.

Compruebe si en los experimentos 2 y 3 se cumple la lay de la mano derecha

Desconecte el aparato de Oersted y conecte en su lugar un solenoide,     7    a

   n aplique también una corriente eléctrica y acérquele la brújula. Rodea el     i

solenoide con la brújula, observando cómo va orientándose. Anote sus

 2008041376

Ing. José María Arce Orozco

   g     á     P

im4

6

27 de febrero

observaciones, explicando como son y qué forma tienen las líneas de fuerza alrededor del solenoide con corriente eléctrica. R= Se toma en cuenta la parte de arriba de la espira, si la corriente sale la mano derecha apunta hacia nosotros y el dedo pulgar indica la dirección de las líneas de campo magnético, y al contrario si la corriente entra, la mano apunta hacia enfrente de nosotros el pulgar indica la dirección de las líneas de campo magnético.

    8    a    n     i    g     á     P

 2008041376

Ing. José María Arce Orozco

im4

6

27 de febrero

¿Qué diferencias importantes hay entre las líneas de campo magnético alrededor de un conductor recto y las de un solenoide ambos con corriente eléctrica? 

R= Las líneas de fuerza de un conductor recto no son uniformes a diferencia de un solenoide, además de la variación de magnitud

Empleando las bobinas, los núcleos de hierro, el núcleo de hierro en forma de “u”, la placa de vidrio, en una hoja de papel y limadura de hierro, forma los espectros de: a)  Un electroimán con núcleo recto. b)  Dos electroimanes con núcleo recto en posición de atracción. c)  Dos electroimanes con núcleo recto en posición de repulsión. d)  Un electroimán con embobinado doble y núcleo en forma de “U”.

Anote sus conclusiones en cada caso.

a) La limadura se junta y para al encender la fuente.

    9    a    n     i    g     á     P

 2008041376

Ing. José María Arce Orozco

im4

6

27 de febrero

b) La limadura forma líneas de campo magnético hacia el centro

c) La limadura forma líneas de que van hacia lados distintos.

    0     1    a    n     i    g     á     P

 2008041376

Ing. José María Arce Orozco

im4

6

27 de febrero

d) La limadura toma la forma del núcleo.

    1     1    a    n     i    g     á     P

 2008041376

Ing. José María Arce Orozco

im4

6

27 de febrero

Especificar como mínimo cinco ejemplos de aparatos en los que el efecto magnético de la corriente eléctrica tenga aplicación. 

Timbres



Grúas magnéticas



Equipos de diagnóstico



Motores



Aleaciones y cuerpos cristalinos

¿Qué demuestra el experimento de Christian Oersted? R= Existiendo una corriente eléctrica es creada al mismo tiempo un campo magnético, demostrado mediante espectros magnéticos

Cita el experimento de Oersted. R= La transmisión por conductores era un punto en común entre las dos electricidades, pero había que encontrar efectos magnéticos en la nueva electricidad, con la esperanza de que fuera el nexo de unión entre magnetismo y electricidad. Cuando Oersted observo que la brújula se movía al circular una corriente por un conductor próximo a ella, no le fue fácil interpretarlo, ¿podía ser este movimiento por la misma electricidad, y no por el magnetismo?, porque la electricidad también mueve la brújula cuando se le aproxima una carga estática, por ejemplo, la de una barra frotada. La solución vino de la observación, la brújula se comporta de diferente manera, ante un campo de electricidad estática, que ante un imán; puesto que cuando aproximamos la barra electrizada a la brújula, la atrae, sin diferenciar los polos magnéticos de dicha brújula (lo mismo por el polo norte que por el sur que por el centro), a diferencia de lo que sucede cuando se le aproxima un imán, este atrae a la brújula, orientándola en sentido inverso de sus respectivas polaridades y al invertir el imán, la brújula gira 180º, ofreciendo el otro polo. La brújula en el experimento de Oersted responde a este último criterio, se orienta como influenciada por un campo magnético que se ha creado, y si invertimos los polos de     2 la

    1 fuente de alimentación, al cambiar con ello el sentido del campo magnético la brújula gira 180º,    a

   n quedaba claro por primera vez la relación entre magnetismo y electricidad Posteriormente, se buscó    i    g

una respuesta de inducción eléctrica por el magnetismo, creyendo en la reversibilidad del experimento     á

    P

 2008041376

Ing. José María Arce Orozco

im4

6

27 de febrero

de Oersted y con la esperanza de producir electricidad por el magnetismo, tampoco fue fácil, ya que cuando aquellos precursores del conocimiento actual aproximaban un imán a un conductor, la insignificante electricidad que se inducía era inconmensurable. La solución fue aumentar la cantidad de conductor que iba a ser influido por el campo magnético, empleando bobinas, para que los efectos fueran apreciables. Por ello se llamó multiplicadores a las primeras bobinas diseñadas con tal objeto. Lo expuesto, hace comprensible, que el primer resultado positivo de inducción por magnetismo que obtuvo Faraday, no fuese con un imán sino con u n electroimán o multiplicador.

    3     1    a    n     i    g     á     P

 2008041376

Ing. José María Arce Orozco

im4

6

27 de febrero

Cómo son las líneas de campo magnético alrededor de un conductor recto, portador de una corriente eléctrica? 

No son uniformes.

Explica la regla de la mano derecha para solenoides portadores de corriente eléctrica. 

Se toma en cuenta la parte de arriba de la espira, si la corriente sale la mano derecha apunta hacia nosotros y el dedo pulgar indica la dirección de las líneas de campo magnético, y al contrario si la corriente entra, la mano apunta hacia enfrente de nosotros el pulgar indica la dirección de las líneas de campo magnético.

¿De qué factores depende el sentido de giro de la brújula en el aparato de Oersted, utilizado en la práctica. 

Dependiendo del sentido que obtenga la corriente eléctrica.

    4     1    a    n     i    g     á     P

 2008041376

Ing. José María Arce Orozco

im4

6

27 de febrero

Experimento de Oersted

Descubrimiento hecho por el danés Hans Christian Oersted en 1819

Consiste en colocar un conductor encima de una brújula; paralelo a la aguja, al aplicarlo la corriente al conductor 

Bases

Un conductor, por el que se hace circular la corriente y bajo el cual se sitúa una brújula,

Invirtiendo el sentido de la corriente eléctrica el efecto es el mismo, solo que el sentido en el que se desvía la aguja es contrario.

La regla de la mano derecha

Este segundo experimento es igual en todo el anterior, pero sustituyendo el puente y conductor uní-filiar por una bobina al aire

Determina el sentido de las líneas de fuerza alrededor de un conductor: se toma el conductor con la mano derecha con el pulgar en sentido de la corriente (sentido convencional de + a -) los demás dedos curvados nos dan el sentido de las líneas de fuerza, circulares y concéntricas con el conductor.

    5     1    a    n     i    g     á     P

 2008041376

Ing. José María Arce Orozco

im4

6

27 de febrero

Acontecimientos Comprobamos el funcionamiento del Experimento de

La regla de la mano derecha es la manera más efectiva

Oersted, asimismo La corriente eléctrica produce

Su forma de

diversos efectos, entre los

Descubrimiento, funciones, etc.

cuales está el efecto magnético. efecto fue un descubrimiento hecho por el danés Hans Christian Oersted en 1819,

La regla de la mano derecha es la manera

quien desarrolló un experimento

Más efectiva si comprobar este experimento se trata.

que lleva su nombre.



Imán  En este trabajo nos pudimos dar cuenta lo

Cualquier cuerpo que se orienta así mismo en una dirección definida cuando se le

que significa el fenómeno de

suspende debidamente en cualquier campo

electromagnetismo, sus usos, su historia y

magnético, como el campo magnético

los científicos que lo han estudiado por

de la Tierra por ejemplo.

años. Se puede apreciar como dos fenómenos como la electricidad y el



Polo magnético

magnetismo se unen formando el centro de

Uno de los puntos sobre la superficie de la Tierra donde la líneas del campo magnético

nuestra investigación, como un simple

    6 contener la ciencia estudiada, lo    1 que    a

sonido del timbre de nuestra casa puede

de la Tierra se orientan y concentran. El vector del campo geomagnético es vertical.

   n significa que donde miremos la física va ha     i    g

 2008041376

Experimento de Oersted

estar ahí con alguno de sus múltiplos     á     P fenómenos.

Ing. José María Arce Orozco

im4

6

27 de febrero

    7     1    a    n     i    g     á     P

 2008041376

Ing. José María Arce Orozco

im4

6