LEY DE FARADAY: INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA EN SOLENOIDES

Electromagnetismo Curso 2016-2017

JAVIER LINARES TORRES PEDRO MATÍN CHÁVEZ

Índice

¨  Introducción ¨  Fundamento teórico ¨  Montaje experimental ¨  Desarrollo de la práctica. Resultados

¤ Dependencia f.e.m. con Ief

¤ Dependencia f.e.m. con f ¤ Dependencia f.e.m. con n ¤ Dependencia f.e.m. con A

¨  Conclusiones

Objetivos

¨  Estudiar el fenómeno de la inducción magnética (ley de Faraday) midiendo la f.e.m. Inducida en solenoides rectos coaxiales que han sido introducidos en un solenoide más grande por el que circulan corrientes en régimen sinusoidal estacionario

¨  Comprobación de la expresión Estudio experimental de la dependencia de εef con las diversas variables involucradas

Fundamento teórico

¨  Ley de Faraday: “en un circuito conductor atravesado por un campo magnético variable en el tiempo se induce una f.e.m. igual y de signo contrario al ritmo de variación del flujo de campo magnético que intercepta”

¨  Ley de Lenz: el signo negativo nos indica que la f.e.m. tiende a oponerse a la variación del flujo

Fundamento teórico

¨  Campo uniforme interior del solenoide ¨  Corriente sinusoidal , ¨  Flujo magnético interceptado por el solenoide

secundario , ¨  f.e.m. ¨  Medición voltímetro (valor eficaz):

Montaje experimental

¨  Solenoide recto grade (primario) ¤ N/L = 610 vueltas/m

¨  Solenoides secundarios (tabla) ¨  Generador de funciones

¤  Excita solenoide primario

¨  Dos multímetros ¤ Medida de intensidad de corriente y f.e.m.

¨  Cables de conexión

Desarrollo de la práctica. Resultados.

¨  Es necesario situar el solenoide secundario en la parte central del primario ¤ Efectos de borde

n  Líneas de campo n Disminuye el flujo magnético n Disminuye la f.e.m.

Desarrollo de la práctica. Resultados.

¨  Dependencia de la f.e.m. con la intensidad en el primario ¤  Introducir el solenoide #3 en el solenoide primario ¤ Excitamos el solenoide primario con una señal

sinusoidal de 2625 Hz ¤ Variamos la intensidad eficaz que fluye por el solenoide

primario a intervalos de 10 mA ( de 10 mA a 60 mA) ¤  Registramos los valores correspondientes de εef ¤  Se espera un comportamiento lineal

Desarrollo de la práctica. Resultados.

Desarrollo de la práctica. Resultados.

¨ 

¨  Error relativo de m1e : 0.06 %

¨  Discrepancia entre resultado teórico y experimental:

0.006 V/A, lo que corresponde con un 0.12 %

¨  Medida con buena precisión

Desarrollo de la práctica. Resultados.

¨  Dependencia de la f.e.m. con la frecuencia ¤  Introducir el solenoide #3 en el solenoide primario ¤ Excitamos el solenoide primario con una señal

sinusoidal variando su frecuencia a intervalos de 400 Hz ( de 625 Hz a 3025 Hz)

¤ Mantenemos constante la intensidad que circula por el solenoide primario (50 mA)

¤ Registramos los valores de εef ¤ Al representar los valores, se espera que se ajusten a

una recta

Desarrollo de la práctica. Resultados.

Desarrollo de la práctica. Resultados.

¨ 

¨  Error relativo de m2e : 0.13 %

¨  Discrepancia entre resultado teórico y experimental: 0.51 mV·s, lo que corresponde con un 0.53 % ¨  Medida con buena precisión

Desarrollo de la práctica. Resultados.

¨  Dependencia de la f.e.m. con el número de espiras del secundario ¤ Se trabaja a 2625 Hz e Ief=50 mA ¤  Introducimos los diferentes solenoides secundarios

dentro del primario y anotar εef

¤ Cada solenoide secundario tiene un número diferente de espiras

Desarrollo de la práctica. Resultados.

Desarrollo de la práctica. Resultados.

¨ 

¨  Error relativo de m3e : 1.31 % ¨  Discrepancia entre resultado teórico y experimental: 0.04 mV, lo que corresponde con un 0.48 % ¨  Medida con buena precisión

Desarrollo de la práctica. Resultados.

¨  Dependencia de la f.e.m. con el diámetro del solenoide secundario ¤ Se trabaja a 2625 Hz e Ief=50 mA ¤  Introducimos los diferentes solenoides secundarios

dentro del primario y anotar εef

¤ Cada solenoide secundario tiene un diámetro diferente

Desarrollo de la práctica. Resultados.

Desarrollo de la práctica. Resultados.

¨ 

¨  Error relativo de m4e : 1.09 % ¨  Discrepancia entre resultado teórico y experimental: 0.22 mV/cm2, lo que corresponde con un 1.16 % ¨  Medida con buena precisión

Conclusiones

¨  Hemos estudiado el fenómeno de la inducción magnética ¤ Verificación de la ley de Faraday cuando introducimos

un solenoide dentro de otro de mayor tamaño por el que circula una corriente alterna

¤ Comprobación de la dependencia lineal de la f.e.m. con diferentes magnitudes

¤ En el peor de los casos, r2 = 0.9998 (la dependencia experimental se ajusta a la teórica)