Estequiometria LABORATORIO ELECTROMAGNETISMO
Enviado por darwincastillo4 • 17 de Octubre de 2017 • Informes • 1.684 Palabras (7 Páginas) • 398 Visitas
FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS
DARWIN ALEXIS ARRECHEA CASTILLO
MARIA ALEJANDRA HIDALGO CASTAÑEDA
CARLOS GUILLERMO RODRÍGUEZ SINISTERRA
UNIVERSIDAD DEL CAUCA
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES, EXACTAS Y DE LA EDUCACIÓN
INGENIERÍA FÍSICA
LABORATORIO ELECTROMAGNETISMO
2017
RESUMEN
En este laboratorio se estudian diferentes fenómenos electromagnéticos, mediante tres practicas distintas anillos danzantes, brújula de tangentes y transformadores, además se identifican algunas aplicaciones de los fenómenos estudiados y analizados en este laboratorio.
INTRODUCCIÓN
El electromagnetismo debido a que es la parte de la física que estudia las relaciones entre el magnetismo y la electricidad es una de las ramas más importantes y más bellas de la física por ende es de gran importancia para nosotros que nos estamos formando como ingenieros físicos familiarizarnos con todos estos conceptos.
OBJETIVOS
Brújula de tangentes
- Estudiar el efecto que los campos magnéticos creados por corrientes eléctricas ejercen sobre una brújula.
- Determinar la magnitud de la componente horizontal del campo magnético terrestre en la ciudad de Popayán a partir del campo magnético que produce una bobina plana circular.
Anillos danzantes
- Comprobar la Ley de Inducción de Faraday.
- Estudiar la levitación de anillos producida por Inducción Electromagnética.
- Observar los efectos del campo electromagnético sobre algunos materiales.
Transformadores
- Comprobar las aplicaciones de la Ley de Inducción de Faraday.
- Identificar las relaciones entre variables eléctricas en los transformadores.
- Observar las aplicaciones de los transformadores.
MARCO TEÓRICO
Brújula de tangentes
- Ecuación 1. Campo magnético en el centro de una bobina debido a una corriente que circula a través de esta: ; donde: es la permeabilidad magnética del vacío; N es el número de vueltas de la bobina; I es la corriente que circula a través de la bobina y r es el radio de la bobina en mención.[pic 1][pic 2]
Teniendo en cuenta el campo magnético resultante entre el campo magnético terrestre y el generado por la bobina se determina la siguiente relación:
- Ecuación 2: .[pic 3]
- Ecuación 3: .[pic 4]
- Ecuación 4: . Donde m es la pendiente obtenida en la gráfica 2: tanø vs NI.[pic 5]
Anillos danzantes
METODOLOGÍA EXPERIMENTAL
RESULTADOS
Brújula de tangentes
Para el primer método(ø=45̊=cte.) mediante la ecuación 2 se determina el campo magnético terrestre para cada número de vueltas, sabiendo que , donde es calculado mediante la ecuación 1. La componente horizontal del campo magnético en Popayán es obtenida promediando estos resultados. Para el segundo método la componente horizontal del campo magnético en Popayán es obtenida mediante la ecuación 4. La ecuación 3 se utiliza para hacer la gráfica 2.[pic 6][pic 7]
Tabla 3: Campo magnético terrestre en Popayán
METODO | CAMPO MAGNETICO CALCULADO(µT) | CAMPO MAGNETICO TEORICO(µT) |
1 | 10,209 | 27,054 |
2 | 0,564 | 27,054 |
Anexos:
- Tabla 1: variación de voltaje y corriente
- Grafica 1: voltaje vs corriente
- Tabla 2: voltaje constante
- Grafica 2: tanø vs NI
Anillos danzantes
Tabla 4: Levitación de anillos y tambor giratorio
Material del anillo | Voltaje en el variac con el que levita el anillo(v) | Rotación del tambor |
Aluminio | 60.1 | gira |
Cobre | 82.7 | gira |
Bronce | 151.4 (este es el voltaje máximo,pero no se elevó) | no gira |
Tabla 5: principio del soldador eléctrico
Voltaje en el variac (v) | Generación de chispas |
70 | Genera pocas chispas |
100 | genera chispas más intensas |
Tabla 6: encendido de bombilla
Encendido | Observaciones |
Se enciende | Si el voltaje en el variac era mayor la bombilla se encendía con mayor intensidad, pero si el anillo se alejaba del solenoide la intensidad de iluminación del bombillo disminuía |
PROCESAMIENTO DE DATOS
Brújula de tangentes
- Dibuje las gráficas que corresponda e interprételas
- A partir de los datos obtenidos calcule el valor de la componente horizontal del campo magnético terrestre en la ciudad de Popayán. Asimismo, visite http://www.ngdc.noaa.gov/geomag-web/#igrfwmm y estime el valor de esta componente del campo magnético para la ciudad. ¿Comparando ambas cantidades, qué porcentaje de error se presenta?
- ¿Qué es el cinturón de Van Allen? ¿Qué relación tiene con la fuerza magnética terrestre?
- ¿Para qué se utilizan los campos magnéticos en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN?
- ¿Qué es el efecto Hall y qué aplicaciones tiene?
- Lea el artículo publicado en http://www.tendencias21.net/La-fuerza-del-campo-magnetico-terrestre-ha-disminuido-un- 10-en-los-ultimos-160-anos_a253.html. ¿Qué opinión le merece?
Anillos danzantes
- En cada procedimiento analice el comportamiento observado y concluya qué es lo que está sucediendo.
- Proponga usos prácticos para cada fenómeno observado.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Brújula de tangentes
- Una vez orientada la bobina de tal manera que el campo magnético que ésta produzca cuando pase una corriente eléctrica a través suyo sea perpendicular a la componente horizontal del campo magnético de la tierra, se busca que el ángulo de deflexión en la brújula sea de 45 grados puesto que en ese momento la componente horizontal del campo magnético de la tierra es igual al campo magnético generado por la corriente que circula por la bobina.
- En ambos procesos se observó que al aumentar el número de vueltas en la bobina la corriente disminuye, esto es debido a que la resistencia del sistema es mayor a medida que el número de vueltas en dicha bobina aumenta.
- Con los datos experimentales, se calculó la componente horizontal del campo magnético terrestre mediante dos métodos; en el primer método se tiene un error porcentual del 62,26%, en el segundo método se tiene un error porcentual del 97,93%, estos errores son significativamente altos debido a desaciertos en la toma de los datos, siendo más evidente las equivocaciones en el segundo método. Los desaciertos en la recolección de los datos también se hacen evidentes en la gráfica 2 debido a que según la ecuación 3 el intercepto debe ser cero, pero se observa que este es diferente de cero.
Anillos danzantes
- En la práctica se observó que algunos anillos se elevaron un poco al aumentar la tensión de salida del variac, esto es ocurre gracias a la aparición de un campo magnético generado a partir de la corriente eléctrica inducida en el anillo por el campo magnético variable del solenoide, esto hace que el anillo experimente una fuerza neta ascendente, denominada fuerza de Lorentz.
- El anillo de bronce no levita ya que, la inductancia es relativamente alta en comparación al cobre y el aluminio, es decir, presenta mayor oposición al cambio de la corriente en la bobina en presencia del campo magnético generado en el solenoide.
Se logro apreciar que para levantar el anillo de cobre hasta la mitad del núcleo saliente se necesitaba un valor del voltaje en el solenoide un poco mayor en comparación al anillo de aluminio, esto se debe a las distintas propiedades que presentan los materiales de los cuales están hechos los anillos. En el caso del aluminio es el que más fácil se eleva debido a que es un material paramagnético y se convierte en un inductor al ser inducido.
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