Inducción Electromagnética y corriente alterna y directa

CENTRO CULTURAL SALVADOPREÑO AMERICANO[pic 1]

PRACTICA DE LABORATORIO DE CIENCIAS NATURALES

SEGUNDO AÑO               PRACTICA N° 4

TEMA: Inducción Electromagnética y corriente alterna y directa.

1. OBJETIVO.

• Describir correctamente algunos fenómenos de inducción electromagnética.
• Analizar las leyes físicas que nos ayuden a explicar sus propiedades y valorar su aplicación en la vida cotidiana.
• Experimentar correctamente algunos fenómenos de inducción electromagnética.

2. FUNDAMENTO 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 1831, quien lo expresó indicando que la magnitud de la tensión inducida es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).

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.

Este fenómeno de inducción electromagnética se rige por dos leyes, una de tipo cuantitativo conocida con el nombre de ley de Faraday y otra de tipo cualitativo o ley de Lenz.

El sentido de la fuerza electromotriz inducida es tal que la corriente que crea tiende mediante sus acciones electromagnéticas, a oponerse a la causa que la produce.

Ley de Faraday: Faraday observo que la intensidad de la corriente inducida es mayor cuanto más rápidamente cambie el número de líneas de fuerza que atraviesan el circuito. (En nuestro caso cuanto mayor es la velocidad del imán o de la bobina, mayor es la intensidad de la corriente se crea en esta última) Este hecho experimental está reflejado en la ley que se enuncia: La fuerza electromotriz e inducida en un circuito es directamente proporcional a la velocidad con que cambia el flujo que atraviesa el circuito.

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En las primeras experiencias de Faraday las corrientes inducidas se conseguían variando el campo magnético B; no obstante, es posible provocar el fenómeno de la inducción sin desplazar el imán ni modificar la corriente que pasa por la bobina, haciendo girar ésta en torno a un eje dentro del campo magnético debido a un imán. En tal caso el flujo magnético varía porque varía el ángulo, Utilizando el tipo de razonamiento de Faraday, podría decirse que la bobina al rotar corta las líneas de fuerza del campo magnético del imán y ello da lugar a la corriente inducida.

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3. MATERIAL  

- Amperímetro

- Bobina de 2,000 espiras

- Cable de conexión de 0.5 m (2)

- Imán

4. PROCEDIMIENTO.

1. Realiza el montaje indicado en la figura. Conecta el amperímetro en la escala de 0.5 mA. Observa la indicación de la aguja. Introduce lentamente el polo norte del imán (color rojo) en el interior de la bobina. Déjalo quieto dentro de esta, apoyado en la mesa.
2. Saca lentamente el imán del interior de la bobina. Observa el amperímetro.
3. Repite las operaciones anteriores, dándole la vuelta al imán, introduciendo el polo sur de este en la bobina.
4. Repite todo lo anterior pero moviendo el imán rápidamente.
5. Deja fijo el imán apoyado verticalmente en la mesa. Toma la bobina con la mano y muévela para arriba y para abajo de modo que el imán quede, alternativamente, dentro y fuera de la bobina.

OBSERVACIONES:

1. ¿Qué numero indica la aguja del amperímetro antes de iniciar el experimento?
2. ¿Qué observas al introducir lentamente el polo Norte del imán en el interior del solenoide?
3. ¿Hacia qué lado se desvía la aguja del amperímetro?

Derecha, izquierda, no se desvía.

1. ¿Qué sucede cuando el imán está inmóvil?
2. ¿Observas alguna diferencia cuando repites las operaciones anteriores moviendo el imán rápidamente? Explique
3. ¿Se repiten los fenómenos anteriores al mover la bobina, dejando quieto el imán?
4. ¿Qué nombre recibe este fenómeno?

CUESTIONES Y CONCLUSIONES

1. ¿Se induce una corriente eléctrica al mover un imán cerca de una bobina?
2. ¿Y si lo que se mueve es la bobina, dejando fijo el imán?
3. ¿Circula corriente eléctrica cuando se deja el imán quieto dentro d la bobina?
4. ¿El sentido de la corriente es siempre el mismo o depende de si el imán se acerca o aleja de la bobina?

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