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8/10/2019 INFORME 8 DE F3-electromagnetismo e induccion magnetica.docx

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EXPERIENCIA 8 FSICA III

PROFESOR: PERCY PAZ

HORARIO: MARTES DE 10-12

INTEGRANTES:

CRDENAS SANDOVAL HENRY AARN 12190143 QUISPE CALDERN LADDY CECILIA 12190136 MIRANDA TAMAYO HUGO EDWIN 12190251 VILLACORTA BECERRA LUIS MIGUEL 12190122 BULLN ROMERO SERGIO ARTURO 12190061

UNIVERSID D

N CION L M YOR

DE S N M RCOS


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Universidad Nacional Mayor De San MarcosDecana de Amrica

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Electromagnetismo

1. Experimento: Campo magntico de un conductor 1

Cmo se comporta la aguja imantada cuando se cierra el circuito

elctrico?

La aguja se mueve hacia la direccin aproximadade las lneas de campo concntricas al conductor

Qu sucede cuando la aguja de la brjula

no se coloca debajo sino por encima del

cable por el que circula la corriente?

La aguja se desplaza claramente hacia la otradireccin.

2.Experimento: Campomagntico de un conductor 2

Juzgue la intensidad del campo magntico en

el interior de un bucle conductor, comparada

con la intensidad del campo en un conductor,

si por ambos circula la corriente:

a) En el caso del bucle conductor la deflexinde la aguja: esla ms fuerte.b) El campo magntico del conductor sin bucle es: la ms dbil.

Qu efecto ejerce este cambio sobre el campo magntico?

El campo magntico al interior del bucle conductor cambia de polaridad

3.Campo magntico de una bobina

En muchos equipos elctricos y electrnicos

se utilizan componentes que constan de

conductores elctricos arrollados.

Estos arrollamientos se conocen como

bobinas.

Como todo conductor por el circula la

corriente, las bobinas con corriente tambin

presentan un campo magntico:


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4.Verificacin del campo magntico de una bobina

Con una brjula se analizar una bobina mientras por ella circula una corriente

al igual que cuando no se aplica ninguna corriente. En este caso, se

determinarn ciertas propiedades magnticas y la forma de las lneas de

campo.

Qu se puede afirmar acerca de la orientacin de la aguja de la brjula

cuando se la coloca en diferentes posiciones alrededor de la bobina sin

corriente?

La aguja magntica mantiene la direccin de nortea sur

Qu se puede afirmar acerca de laorientacin de la aguja de la brjula

cuando se la coloca en diferentes

posiciones alrededor de la bobina por la

que circula corriente?

La aguja cambia de orientacin cada vez que se lacoloca en una nueva posicin sobre la bobina

Observe el comportamiento de la aguja de la brjula en diferentes posiciones

con respecto a la bobina por la que circula corriente. Por favor, ordene las

siguientes afirmaciones:

A) La aguja de la brjula se orientaen sentido paralelo a las lneas.B) Las lneas de campo describenun arco del polo norte al polo sur de la bobina.

5.Efecto del Ncleo de Hierro

Con una brjula se analizar una bobina con ncleo de hierro, por la que

circula corriente. Se compararn las propiedades magnticas de la bobina con

y sin ncleo de hierro.


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Qu puede afirmar acerca del comportamiento de la brjula frente a una

bobina con ncleo de hierro si se realiza una comparacin con lo que

sucede cuando el ncleo se encuentra ausente?

La aguja se desva ms fuertemente, pues el campo magntico se refuerza con elncleo de hierro y las lneas de campos salen por los polos.

Existen innumerables posibilidades de aplicacin para el magnetismo y elelectromagnetismo.

Un ejemplo sencillo, en el caso de los electroimanes, lo constituye una gra parachatarra de hierro. El imn se puede activar y desactivar, lo cual permite elevar elhierro para dejarlo caer despus.

Efecto dinmico magntico

Se verificar si una fuerza acta

sobre un imn que se introduce en

una bobina.

Introduzca y saque repetidamente

el imn del devanado de la bobina

con corriente. Qu se siente?


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Dependiendo de la polaridad del imn permanente, ste es empujado al interior de labobina o expelido del mismo.

Se siente la presencia de fuerzas.

Histresis

En los materiales ferromagnticos no existe una relacin lineal entre la

densidad de flujo magntico By la intensidad del campo magntico H. En la

animacin, se muestra la curva de magnetizacin.

Si la intensidad de campo H acta sobre un material ferromagntico, la primera

vez, ste se comporta de una manera distinta que durante magnetizacionesposteriores.

Pulse el botn 1 y podr observar la nueva curva de magnetizacin:

La intensidad de campo y la densidad de flujo empiezan en cero. La densidad de flujo B crece en una nueva curva. Si la intensidad de campo H asciende, se produce una saturacin de la

densidad magntica B.

Pulse el botn 2 para observar lo que ocurre si la intensidad de campo

disminuye:

Despus de que la intensidad de campo H disminuye a cero, siguepresente un magnetismo residual (remanencia).

El material ferromagntico es ahora un imn permanente.

Pulse el botn 3 para observar la manera en que la densidad de flujo B puede

llegar a cero:

Para hacer desaparecer la densidad de flujo B, se necesita la presencia delcampo coercitivo Hcoercitivode sentido inverso.

Pulse el botn 4 para observar el bucle completo de histresis:


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La oscilacin de la intensidad de campo H conduce a una siempre nuevades magnetizacin del material ferromagntico.

Ya no se llega a la nueva curva. En lugar de ello, el flujo B permanece en

el bucle de histresis.

6.Experimento de Remanencia

Se someter un ncleo de hierro a la influencia de un campo magntico y, a

continuacin, se verificar su campo magntico residual. Luego se repetir el

experimento con la polaridad invertida.

A) Conserva el ncleo de hierro propiedades magnticas despus de que elcampo ha actuado sobre l?

El ncleo de hierro desva ostensiblemente la aguja imantada; por tanto, posee

un campo magntico.

B) Cul polo queda en el extremo marcado con el punto rojo?

El polo sur, puesto que el extremo azul de la aguja de la brjula se ve atrado.

C) Cul polo queda ahora en el extremo marcado con el punto rojo?

El polo norte, puesto que el extremo plateado de la aguja de la brjula se veatrado.

7.Experimento 1 de InduccinEn una bobina sin ncleo se generar una

tensin con el movimiento de un imn

permanente. Dicha tensin se medir con un

voltmetro.

Conecte la bobina a un voltmetro. Introduzca y

retire varias veces el imn permanente del

devanado de la bobina.

Qu se puede observar en el voltmetro?

El voltmetro indica tanto tensin positiva, como negativa, segn el sentido delmovimiento

Cuanto ms rpido sea el movimiento, mayor ser la amplitud de la tensin


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8.Experimento 2 de Induccin

Se variar el campo magntico sin realizar ningn movimiento, encendiendo y

apagando la corriente en una "bobina de campo". Se observar la tensin

inducida en una segunda bobina y se medir esta tensin con un voltmetro.

Dos bobinas se encuentran arrolladas alrededor del ncleo de hierro. La

bobina 1 est conectada al voltmetro. En la bobina 2 se conecta y

desconecta una corriente.

Qu se puede observar en el voltmetro?

El voltmetro indica tanto tensin negativa como positiva, dependiendo del estado deconexin


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SUGERENCIAS Y CONCLUSIONES

Luego de haber desarrollado la presente experiencia, llegamos a las siguientesconclusiones:

Un cable conductor por donde circule corriente elctrica produce un campomagntico.

Las lneas de campo magntico generadas por el conductor son concntricas alcable conductor.

Una bobina por donde circula corriente elctrica se comporta como un imn, enel cual podemos identificar un polo norte y sur y adems lneas de campomagntico que salen del polo sur y entran al polo norte.

Hemos observado el comportamiento de los imanes temporales (tal es el caso

del hierro) que se comportan como tales solo cuando reciben la influencia deotro campo magntico.

La ley de induccin nos dice que se puede generar corriente elctrica a raz deun campo magntico

Se observ en los experimentos que la corriente elctrica puede generar a travsde un campo magntico VARIABLE.


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Induccin electromagntica

OBJETIVOS

1. Estudiar algunos fenmenos de induccin electromagntica.

2. Determinar la relacin entre corriente inducida y la variacin del flujomagntico.

CUESTIONARIO

1. Qu relacin observa Ud. entre la conducta de un solenoide por elque pasa corriente y un imn de barra?

Cuando las cargas elctricas se mueven crean a su alrededor un campomagntico. Esto es lo que comprob Oersted en su famoso experimento. Alpasar la corriente elctrica por un hilo las brjulas se orientabanperpendicularmente al hilo, de forma que las lneas del campo magntico soncircunferencias concntricas con el hilo.

Si ahora el hilo por el que pasa la corriente se enrolla en forma de hlice para

formar un solenoide el campo producido por las distintas espiras se suma paradar un campo que sigue el eje del solenoide. Tenemos as prcticamente unimn con sus polos Norte y Sur en los extremos de la hlice.

Si dentro de ese solenoide metemos una barra de hierro (u otro materialferromagntico) los dominios magnticos del hierro (en ltima instancia, lostomos de hierro) se orientan todos de acuerdo con ese campo magntico y serefuerzan los efectos y no hace falta que la corriente pase por el hierro paraque se produzca el campo magntico, basta con que el campo magntico pasepor el hierro para que sus dominios se orienten y se convierta en un imn, tal

como se apreci en el experiencia del laboratorio de electromagnetismo.

La principal ventaja de un electroimn sobre un imn permanente es que elcampo magntico puede ser rpidamente manipulado en un amplio rangocontrolando la cantidad de corriente elctrica. Sin embargo, se necesita unafuente continua de energa elctrica para mantener el campo.

Cuando una corriente pasa por la bobina, pequeas regiones magnticasdentro del material, llamadas dominios magnticos, se alinean con el campoaplicado, haciendo que la fuerza del campo magntico aumente. Si lacorriente se incrementa, todos los dominios terminarn alinendose,


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condicin que se denomina saturacin. Cuando el ncleo se satura, un mayoraumento de la corriente slo provocar un incremento relativamente pequeodel campo magntico. En algunos materiales, algunos dominios puedenrealinearse por s mismos. En este caso, parte del campo magntico originalpersistir incluso despus de que se retire la corriente, haciendo que el ncleose comporte como un imn permanente. Este fenmeno, llamado remanencia,se debe a la histresis del material.

En conclusin:

Al poner la barra en el extremo norte en el comienzo del solenoide que esten norte se produce una fuerza de repulsin y al introducir ms la barra seproduce trabajo por lo tanto la intensidad de corriente elctrica es medida porel galvanmetro en la misma direccin y cuando se saca la barra cambia supolaridad a sur y tambin se produce un trabajo y el sentido de la aguja delgalvanmetro cambia de sentido y tambin se produce intensidad decorriente elctrica. Si se interrumpe el movimiento del imn, la corrientedesaparece de inmediato.

2. Mencione por lo menos dos reglas prcticas para determinar la

polaridad de un selenoide que lleva corriente.

Por fuera del solenoide las lneas magnticas van del polo norte al polo sur, yviceversa por dentro del esto puede detectarse por medio de una brjula. Parasaber la polaridad de un solenoide con corriente se aplica la siguiente regla,llamada de manera que los dedos curvados apunten en sentido de lacirculacin de la corriente (Sentido convencional de + a --); El pulgarextendido apuntara en el sentido del campo interno del polo sur al polo norte.

Si en vez de considerar el sentido convencional se considera el real (de - a +),la regla anterior se aplicara con la mano izquierda.

Por aplicacin de la regla de Ampere.

Por la regla de la palma de la mano derecha.


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Se introduce la barra en el extremo Norte y si el solenoide esta en Norte elsentido de la corriente es anti horario, cuando se saca la barra su extremo

cambia de Norte a Sur se produce corriente en sentido horario. La corriente elctrica aumenta cuando los polos son iguales, y esta

disminuye cuando los polos son diferentes.

3. Qu efecto produce la insercin de una varilla metlica en elinterior de la barra que lleva corriente? Cmo sera la configuracin

de las lneas de fuerza magntica?

Al conectar el solenoide a una batera, la corriente que circula por sus espirasestablece un campo magntico en puntos tanto del interior como la parte

exterior de la bobina, el campo magntico de un solenoide muestra unaconfiguracin muy parecida a la de un imn en forma de barra es decir poseelas mismas propiedades magnticas de un imn.

Al acercar el extremo del solenoide al polo sur de imn y aplicando la reglade la mano derecha a una espira del otro extremo del solenoide, determinarel sentido del campo magntico en su interior, si el extremo es Norte laslneas de induccin son salientes y por consiguiente el extremo donde seacerc el imn es el polo Sur entonces el imn ser repelido al acercar su polosur a dicho extremo del solenoide.

4. Usando la ley de Lenz indique el sentido de la corriente y lapolaridad en el solenoide de la figura 3, cuando el imn se aleja.

Explique.

Cuando se nueve un imn hacia laespira en reposo, se induce unacorriente en la direccin mostrada. Estacorriente inducida genera su propio campomagntico, que se dirige a laizquierda dentro de la espiar paracontrarrestar el incremento del flujoexterno. Cuando se aleja el imn de laespira conductora en reposo, se induce unacorriente en la direccin mostrada.


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Esta corriente inducida genera su propio campo, que se dirige a laderecha dentro de la espira, para contrarrestar la disminucin delflujo externo

En otras palabras:

Si alejamos el imn de la espira se produce una disminucin continua delflujo magntico en transcurso del tiempo, y en concordancia con la Ley deLenz el sentido de la corriente inducida debe ser en forma anti horario, esta

corriente debe producir un campo que tienda a oponerse a la disminucin delflujo magntico. Adems las corrientes incluidas y los campos originan unafuerza de atraccin entre la espira y el imn, oponindose de esta manera a lacausa que origina el movimiento de alejamiento.

Si en un extremo el flujo magntico es saliente ese extremo del solenoide esNorte y si el flujo magntico es entrante ese extremo del solenoide es sur.


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5. De la figura 4, con la llave cerrada, y con la idea de que el flujomagntico en el secundario aumenta o disminuye a medida que

acercamos o alejamos el primario. Anuncie una regla para determinarla polaridad en el inducido.

Se puede observar la aparicin de una fuerza electromotriz inducida en uncircuito.

En el momento en que se cierra la llave se establece una corriente en labobina del primario y el galvanmetro indica la existencia de una corrienteinducida en la bobina secundaria.

En tanto la llave permanezca cerrada, y exista una corriente constante en elprimario no se observar corriente inducida en el secundario.

La corriente que circula por la espira primaria puede ser variada por medio deuna resistencia ajustable y cuando esto sucede el campo de induccinmagntica producida por una corriente tambin vara, por lo tanto tambin es

variable el flujo magntico que atraviesa la espira secundaria inducindose deeste modo una fuerza electromotriz.


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CONCLUSIONES

En el interior de un solenoide las lneas de fuerza son paralelas y laintensidad del campo magntico crece proporcionalmente al nmero deespiras por centmetro de longitud axial y al nmero de amperios de lacorriente.

La polaridad que toman los electroimanes al ser conectados vienedeterminada por la regla de ampere, la intensidad magntica puede nomodificarse con variar la intensidad de corriente de oxidacin.

La induccin electromagntica nos indica que al mover un imn junto aun circuito se engendra en este una corriente.

La intensidad de la corriente inducida es tanto mayor cuanto ms rpidoes el movimiento.

En todo circuito cerrado, colocado en un campo magntico de modo queeste atravesado por un flujo variable se engendra una corriente inducidacuyo sentido es tal que engendra lneas de fuerza que tienden a oponerse alas variaciones de flujo.

Al aumentar el flujo el nmero de lneas de fuerza que atraviesa la espiraaumenta.

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