Inducción Electromagnetica

Objetivo o Propósito

En este experimento intentaremos comprobar la existencia de una fuerza electromotriz inducida en un sistema de un circuito eléctrico y como se ve afectado directamente el flujo magneto por este.

También comprobaremos como sucede el cambio u obtención de energía eléctrica a partir de una energía mecánica. Y como influye la forma en que cambie el flujo magnético en el sentido de la fuerza electromotriz inducida.

Marco Teórico

La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o tensión) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida.

Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday, en 1830, quien lo expresó indicando que la magnitud de la tensión inducida es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).

Para observar el fenómeno de inducción electromagnética Faraday realizó un experimento consistente en mover un imán dentro de la bobina conectada a un galvanómetro. Dependiendo de la rapidez con la que introducía o sacaba el imán, en función de esto variaba la intensidad de la corriente inducida, y del sentido del movimiento del imán dependía a su vez el sentido de la corriente inducida.

Por otra parte, Heinrich Lenz comprobó que la corriente debida a la f.e.m. inducida se opone al cambio de flujo magnético, de forma tal que la corriente tiende a mantener el flujo. Esto es válido tanto para el caso en que la intensidad del flujo varíe, o que el cuerpo conductor se mueva respecto de él.

La ley de inducción de Faraday establece que la Fuerza Electromotriz inducida en un circuito es igual a menos la derivada del flujo magnético con respecto del tiempo.

Matemáticamente se puede expresar como:

= Flujo magnético en weber

= Tiempo en segundos

Y el signo es debido a la Ley de Lenz.

La ecuación anterior es aplicable a una bobina en la que N es el número de espiras, y el signo negativo proviene de la ley de Lenz que afirma que "la f.e.m. inducida en un circuito tiene un sentido tal que siempre se opone a la causa que la produjo".

La inducción electromagnética es el principio fundamental sobre el cual operan transformadores, generadores, motores eléctricos, la vitrocerámica de inducción y la mayoría de las demás máquinas eléctricas.

Materiales Utilizados

Equipo.

1 Bobina doble.

2 Bobinas de 2 y 3 espiras.

1 Pila seca - 6 volts.

1 Barra cilíndrica de hierro de 20 cm. de largo.

1 Galvanómetro.

4 Conductores eléctricos para conexión

Un galvanómetro es una herramienta que se usa para detectar y medir la corriente eléctrica. Es capaz de detectar la presencia de pequeñas corrientes en un circuito cerrado, y puede ser adaptado, mediante su calibración, para medir su magnitud.

Montaje y Procedimiento Experimental

Datos u Observaciones

1. Conecte los bornes de la bobina de 2 espiras al galvanómetro. Tome un imán de barra con su polo norte hacia la bobina, e introduzca lentamente en ella. Realiza tus observaciones y justifica tu respuesta.

Cuando se introduce lentamente el imán, la corriente aumenta en el sentido positivo con poca magnitud. La corriente depende de la velocidad.

2. Realice nuevamente el experimento del inciso anterior, pero ahora introduciendo rápidamente el imán en la bobina. Realiza tus observaciones y justifica tu respuesta.

Cuando se introduce rápidamente el imán, la corriente aumenta en el sentido positivo con mayor magnitud.

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