Práctica número 11

Ley de inducción de Faraday

Objetivos

a) Comprobar la existencia de una fuerza electromotriz inducida por movimiento de un imán en un solenoide.

b) Verificar la generación de fuera electromotriz alterna senoidal causada por variación de corriente.

c) Establecer la ley de inducción de Faraday, incluyendo el principio de Lenzd) Comprender el principio de operación del transformador con núcleo

ferromagnético.

Actividad 1.

En esta actividad conectamos las terminales del solenoide a un amperímetro después desplazamos por el núcleo del mismo y vimos como genera una pequeña corriente eléctrica.

Inclusive tuvimos complicaciones para obtener el valor de amperímetro ya que el amperímetro

estaba muy des calibrado es por eso que en la segunda imagen no se ve mayor a 0.

N S NS

Actividad 3

En la siguiente actividad hicimos un circuito donde estaba el autotransformador conectada ala bobina de inducción y variábamos 3 cosas en la plataforma de la misma, en este caso fue una bobina con foco, un anillo cerrado y el otro abierto.

En el primer caso pusimos la bobina con el foco.

Vimos que el foco poco a poco iba prendiendo ya que la diferencia del potencial del autotransformador iba aumentando, la intensidad luminosa también.

Al momento de alejarlo de la plataforma, es decir, íbamos subiendo la bobina, esta misma hacia que la intensidad luminosa descendiera ya que las líneas del campo que atravesaban a la bobina eran menos concentradas ya que no era la misma intensidad que las que estaban en el núcleo y esto llevaba que la diferencia de potencial era menor.

Por otro caso, pusimos el anillo cerrado y vimos que levitaba por el diferencial de potencial. Si el diferencial de potencial es mucho mayor, en el momento de encender el circuito el anillo saldrá volando, además después de unos pocos segundos sentimos caliente el anillo.

Cuando pusimos el anillo en la plataforma sentíamos como había una repulsión entre este y el núcleo ferromagnético y aumento mucho más su temperatura.

La levitación es porque los campos magnéticos en los 2 dispositivos presentan la misma dirección y como las líneas de cambio nunca pueden tocarse es por eso que entre ellas se repelen.

Después de hacer el experimento con el anillo cerrado, hicimos lo mismo con el anillo cerrado. En este caso fue todo lo contrario al anillo cerrado ya

que como no está generando un circuito cerrado no genera flujo de carga y es por eso que no genera corriente en este.

Cambiamos de fuente de energía, en este caso usamos la corriente que pasa normalmente por nuestras casas, es decir la corriente eléctrica alterna. Volvimos a poner cada uno de los circuitos y vimos que como la diferencia de potencial aumentó bastante y lo notamos porque la intensidad luminosa del foco aumento mucho más, el anillo cerrado levitó aún más y su temperatura aumento gradualmente, en el caso del anillo cerrado no pasó nada por lo mismo de que el sistema está abierto.

Volvimos a cambiar la fuente de energía, en este caso usamos una fuente de poder de corriente eléctrica directa. Vimos que no generaba diferencial de potencial porque esto solo sucede en la corriente alterna y no eléctrica porque ni el foco, ni el anillo cerrado tenían las mismas reacciones como en los 2 casos anteriores, pero en este caso generaba un campo magnético porque el ferromagnético circulaba corriente eléctrica a una sola dirección generando un positivo y un negativo capas de poder atraer metales (como se ve en la imagen).

Cuestionario

1.- ¿Por qué los polos magnéticos se inducen en los extremos del solenoide en la actividad 1? ¿Qué relación tienen los polos inducidos con respecto a los del imán?

Lenz dice: “El sentido de una corriente inducida debe ser tal, que se oponga a la causa que lo produce”, en este caso, los polos extremos del solenoide son los mismos del imán, para poder introducirlos, se necesita aplicar un trabajo (diferencial de potencial) para que los electrones fluyan.

2.- De acuerdo con los hechos observados en las actividades 5 y 7 explique lo que sucedió en función de los polos magnéticos inducidos.

A diferencia de las 2 actividades, es que en uno hay un sistema abierto y en uno un sistema cerrado, en la actividad 5 es un sistema cerrado y hay diferencial de potencial y por eso flota el anillo y hay flujo de corriente y en el caso 7 como no hay un circuito cerrado, no pasa nada.

3.- Respecto a la actividad 6, dibuje en el anillo cerrado y en la bobina de inducción el sentido de la corriente en cada elemento, para un instante dado.

4.- ¿En qué condiciones, en general, se puede inducir una fuerza electromotriz (diferencial de potencial) en un conductor?

Cuando hay un movimiento entre un imán y una espira de cobre (bobina) o también que la bobina se mueve a una velocidad contante dentro de un campo magnético uniforme o variando la corriente eléctrica.

5.- En qué condiciones concluidas en el punto anterior, ¿en cuáles de ellas se induce corriente eléctrica?

Para que haya un flujo de corriente, el sistema debe estar cerrado.

Conclusiones

En esta práctica demostramos la existencia de una fuerza electromotriz puede ser lograda por el movimiento de un imagen en el núcleo de un solenoide. También observamos la generación de esta fuerza electromotriz por la variación de corriente, es decir, que la intensidad del campo inducido es proporcional a la diferencia de potencial aplicado.