Escuela Superior Politécnica del Litoral

Instituto de Ciencias FísicasLaboratorio de Física C

Titulo Inducción Electromagnética

Alumno

Paralelo

Profesor

Fecha de entrega

CalificacionesResumen

Introducción

Procedimient

oResultados

Discusión

Conclusiones

Formato

TOTAL

Objetivos

Generar fuerza electromotriz utilizando campos magnéticos.

ResumenEn esta práctica correspondiente al tema de inducción magnética realizamos varios experimento en los cuales observamos lo que es en si este tema. Se observó la tensión inducida en función del número de espiras, el sentido de circulación de la corriente en función del movimiento de los polos del imán. También pudimos observar con ayuda del amperímetro que cuando movemos un imán permanente por el interior de las espiras de una bobina solenoide, se genera de inmediato una fuerza electromotriz, es decir, aparece una corriente eléctrica fluyendo por las espiras de la bobina, producida por la “inducción magnética” del imán en movimiento.

IntroducciónInducción electromagnética

La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) 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 quién lo expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido 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.

Matemáticamente se puede expresar como:

1

Donde:

= Fuerza electromotriz en voltios

Φ = Flujo magnético en weber

t = Tiempo en segundos

y el signo − es debido a la Ley de Lenz.

Figura 1

La inducción electromagnética es el principio fundamental sobre el cual operan transformadores, generadores, motores eléctricos, la vitrocerámica de inducción y la mayoría de las demás máquinas eléctricas.

De forma más general, las ecuaciones que describen el fenómeno son:

Procedimiento experimentalTensión inducida en función del número de espiras.

Armé el equipo de acuerdo a la figura 1. Desplacé el imán con velocidad constante por el interior de cada bobina. Registre los valores en la tabla que aparecen en el informe de esta práctica.

Sentido de circulación de la corriente en función del movimiento de los polos del imán.

Invertí los polos del imán como se muestra en la figura anterior (figura 1). Repetí el proceso del literal anterior. Registré las observaciones de esta práctica.

Obtención de tensión inducida alterna.

Armé el equipo de acuerdo con la figura 2. Giré el imán aumentando la velocidad de rotación hasta que la aguja del multímetro casi no oscile, en estas condiciones detuve la rotación del imán y cambie el alcance de 100mV por un alcance de 30mV corriente alterna. Giré el imán aumentando lentamente la velocidad angular. Analicé el comportamiento del mili voltímetro en los dos casos realizados en ese momento.

Tensión inducida en función del circuito magnético.

Armé el circuito de acuerdo con la figura 3. Conecté el interruptor S y registré los valores en la tabla del informe.

Tensión inducida en función de la superficie de las bobinas.

Figura 5

Figura 2

Figura 5

Armé los equipos como se señala en la figura 4. Deslicé la bobina de 500 espiras como se indica en la figura y registré sus observaciones.

Tensión inducida en función del campo del electroimán.

Armé el equipo como se indica en la figura 5. Registré los datos en el informe.

ResultadosTablas de datos:

Tensión inducida en función del número de espiras:

Tabla 1

Nº Espiras 300 600 1200

ε (mV) 25±3 45±3 95±3

Sentido de circulación de la corriente en función del movimiento de los polos del imán

Figura 4

Tabla 2

Nº Espiras 300 600 1200

ε (mV) -25±3 -45±3 -95±3

Diferencias entre los valores obtenidos en la tabla 1 y la tabla 2

Si nos damos cuenta en la tabla 1 los valores que tomamos nos dieron positivos caso contrario ocurrió en la tabla 2 que nos dio valores negativos. Esto se debe a que para la obtención de los valores de la tabla 1 utilizamos el polo norte del imán y por esa razón la aguja del voltímetro se movía para valores mayores a cero. En cambio para la obtención de los valores de la tabla 2 utilizamos el polo sur y la aguja del voltímetro se movía en dirección de valores menores a cero.

Obtención de tensión inducida alterna

Al hacer rotar al imán por encima de la bobina la aguja del voltímetro se movía para la derecha y para la izquierda ya que al imán girar también giraba los polos del imán así que cuando la bobina recibía el campo magnético producido por el polo norte del imán esta se movía hacia la derecha y luego la bobina recibía el campo magnético producido por el polo sur se movía para la izquierda.

Tensión inducida en función del circuito magnético

Tensión inducida en función de la superficie de las bobinas.

Fuente (V) 5 10 15 20 25

Voltaje (V) 2,5 4,5 7 10 11

Corriente(mA) 30 30 45 60 68

Tensión inducida en función del campo electroimán

Tabla 3

Bobina Inducida ε(mV)

Núcleo Aire Abierto Cerrado(1±1) mV (3±1) mV (50±1) mV

Tabla 4I (A) 0.2 0.3 0.4 0.5ε (mV) entrada 3±1 6±1 9±1 12±1ε (mV) salida 5±1 10±1 20±1 25±1

Sentido de la corriente inducida

Al estar conectado la bobina con la fuente de voltaje esta al proporcionarle corriente producía un campo magnético que hacía que el anillo de aluminio vibrara y como que este se repele con la bobina y por consecuente el anillo se dirigía hacia afuera del sistema. Y si cambiábamos la polaridad de la fuente no ocurría ningún cambio el anillo seguía dirigiéndose hacia afuera como que la bobina lo repele.

DiscusiónCuando realizamos el primer y segundo experimento nos pudimos dar cuenta de dos cosas. Al momento de la obtención de valores pudimos percatar que mientras más espiras tengan la bobina la tensión inducida era mayor y eso lo podemos observar en los resultados. Lo segundo es que cuando las bobinas recibían el campo magnético producido por el polo norte del imán los valores del voltímetro eran mayores a cero ósea positivos caso contrario ocurría cuando la bobina recibía campo magnético producido por el polo sur.

En el tercer experimento la aguja del voltímetro se movía de derecha hacia izquierda según el campo magnético que recibía al hacer girar el imán por encima de esta.

Al calcular la tensión inducida con respecto a la superficie de las bobinas pudimos percatarnos las diferencias en los valores obtenidos en los resultados al utilizar un núcleo de aire, de hierro abierto y cerrado.

ConclusionesLa inducción electromagnética es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos variables con el tiempo.

Las corrientes que se inducen en un circuito se producen en un sentido tal que con sus efectos magnéticos tienden a oponerse a la causa que las originó.

Referencias

Guía de laboratorio de física C

SERWAY, R (1993), Física, vol. II. Páginas 643 y 645, Edit. McGraw-HiH, tercera edición revisada.

http://www.monografias.com/trabajos58/induccion-electromagnetica/induccion-

electromagnetica.shtml