Marco Teórico Ley De Inducción De Faraday

OBJETIVOS  Estudiar los principios fundamentales de la Ley de inducción de Faraday y su relación con la ley de Lenz.  Estudiar la dependencia de la fem (transitorio de tensión) inducida en una bobina por efecto de la variación del flujo magnético.

INTRODUCCIÓN Esta guía de laboratorio va dirigida a estudiantes de Ingenierías, en la cual estudiaremos el concepto de inducción electromagnética y la forma en que se relaciona con el concepto de fem y variación de flujo magnético. Esto fundamentará el principio de funcionamiento de los motores eléctricos y algunas aplicaciones en el ámbito de la inducción electromagnética.

MARCO TEÓRICO LEY DE INDUCCIÓN DE FARADAY

La ley de inducción de Faraday establece que la fuerza electromotriz

 inducida en un circuito es igual al valor negativo de la rapidez con la cual está cambiando el flujo magnético B d dt   que atraviesa el circuito. La figura 1 ilustra el concepto para un imán que se acerca, aleja y está en reposo respecto al eje de la bobina. El registro se hace a nivel de un amperímetro pero podría ser extendido a un voltímetro.

Figura 1. Ley de inducción de Faraday (Serway,2005) De esta manera la Ley de Inducción de Faraday establece:

Bd dt



  (1)

UNIVERSIDAD MANUELA BELTRÁN

MACROPROCESO DE RECURSOS E INFRAESTRUCTURA ACADÉMICA

FORMATO PARA PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Fecha: Abril de 2011 Código: GRL-006 Versión: 4.0

Si la ecuación anterior se aplica a una bobina de N vueltas y radio r, en cada vuelta aparece una fuerza electromotriz inducida, de forma que la fuerza electromotriz inducida total es:

2 2()Bd d B r dB N N N r dt dt dt       (2) La ecuación 2 puede ser modificada por la ecuación (3) si el campo magnético B se mantiene constante:

22 dt N r dB N r B       (3)

Donde dt   representa el área bajo la curva de un diagrama de

 en función del tiempo t.

ACTIVIDAD PREVIA (Incluir en el pre-informe) La siguiente actividad tiene como objetivo, realizar un análisis preliminar al campo magnético de un imán.  Ingrese a las siguientes direcciones:

http://www.youtube.com/watch?v=ZyG7q3SaDD0 http://www.youtube.com/watch?v=8QG8sqDwM1c  Interactúe con cada video y compleméntelos con lecturas de los textos guía. Cada integrante del grupo en forma individual y auténtica debe realizar un cuadro sinóptico o mapa conceptual del tema tratado con una extensión mínima de una hoja por ambas caras.

METODOLOGÍA A UTILIZAR  Cada grupo de trabajo (máximo de cuatro estudiantes) redactará el pre-informe que incluye: actividad previa, consulta de las aplicaciones, consulta del marco teórico y el cuestionario de la guía; antes del ingreso a la respectiva clase.  Clase magistral introductoria relacionada con el tema propuesto en la guía.  Desarrollo de la guía de aprendizaje por parte de los estudiantes.  En el momento de resolver el procedimiento el grupo de estudiantes realizará las medidas y los cálculos respectivos en cada montaje y por último terminará de redactar el informe de laboratorio de acuerdo con las indicaciones del docente.  El informe será entregado en forma grupal, a mano y en el formato correspondiente. MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS A UTILIZAR Materiales y Equipos Reactivos Materiales Estudiante 1 Computador 1 Interface 1 Sensor de campo magnético 1 Sensor de rotación 2 varillas PRECAUCIONES Y MANEJO DE MATERIALES  El estudiante deberá repasar los conceptos antes mencionados, se les hará entrega de los elementos, verifique el estado de los mismos en el momento en que se le entreguen.  No golpear el sensor de campo magnético ni forzar la punta ya que es bastante sensible.  Mantenga los imanes alejados de los ordenadores y de los disquetes de ordenador.

PROCEDIMIENTO Arme el montaje indicado en la figura 2, no olvide conectar el puerto USB que va de la interface al computador y los sensores requeridos por la práctica y siga los procedimientos indicados a continuación:

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