1. Cuando nos referimos a la induccin magnticaestamos hablando de produccin de electricidad poraccin magntica; es decir, cuando se mueve con unconductor elctrico en el seno de un campo magnticoaparece una fuerza electromotriz que se muestra comouna tensin elctrica en los extremos de dichoconductor. 2. Al mover el conductor en el campo magntico delimn se genera una f.e.m. 3. Los conductores elctricos del rotor producen unafuerza electromotriz al moverse dentro del campomagntico del estator. Si el circuito esta cerrado,aparece una corriente elctrica que se extrae del rotormediante un anillo metlico partido(colector dedelgas) sobre los que se apoyan unos contactosdeslizantes. 4. Dinamo Elemental. 5. -EXPERIENCIA DE FARADAY. Para realizar esta experiencia se necesita un imn, unabobina y un miliampermetro de cero central(aparatode muy sensible, donde la aguja indicadora se muevehacia un lado u otro de la escala dependiendo delsentido de la corriente). La bobina la suspendemosentre los polos del imn tal como se muestra en la fig..de manera que pueda moverse y cortar las lneas decampo magntico. 6. Montaje para realizar la experiencia de Faraday 7. Si movemos el conductor de tal manera que corteperpendicularmente a las lneas de campo, se puedeobservar que la aguja del miliampermetro se desva haciaun lado durante el movimiento, indicando l paso de lacorriente en la bobina. Si ahora movemos el conductor ensentido contrario, la aguja del miliampermetro se desvatambin hacia el lado contrario. De aqu se deduce cuando se mueven conductores, de talmanera que corten perpendicularmente las lneas de uncampo magntico, se produce una f.e.m. inducida. Si secierra el circuito aparece una corriente elctrica. Tambinmovimiento relativo de los conductores respecto al campomagntico. 8. Si ahora movemos los conductores en sentido paraleloa las lneas de campo(hacia arriba y hacia abajo segnla fig..), se puede observar que el miliampermetro nodetecta el paso de corriente. Tambin podemosobservar que cuanto mas rpido movamos la bobina,mayores son los valores de la corriente medida. De aqu se deduce que solo se produce f.e.m. mientraslos conductores corten el campo magnsico. Ademsla f.e.m. depende de la velocidad relativa de corte delos conductores respecto al campo magntico, yaumenta con dicha velocidad. 9. Adems se observa que al aumentar el numero deespiras de la bobina, tambin aumenta la f.e.m.inducida. Lo mismo ocurre si aumentamos el nivel deinduccin del campo magntico. En resumen, se puede decir que la f.e.m. mediainducida que se produce en una bobina cuando en sumovimiento corta perpendicularmente las lneas de uncampo magntico regular es igual a: 10. donde N es el numero de espiras de la bobina y laexpresin (delta I/Delta t) nos indica la variacin delflujo cortado por la bobina respecto al tiempo, es decir,lo rpido que varia el flujo magntico en losconductores. Conviene indicar que se puede generar una f.e.m.inducida tanto casi se mueven conductores en el senode un campo magntico, fijo como si lo que se muevees el campo magntico y se dejan fijos los conductores. 11. Sentido de la f.e.m. inducida. LEY DE LENZ.La ley de Lenz indica que el sentido dela corriente inducida en un conductores tal que tiende a oponerse a la causaque la produjo(principio general deaccin y reaccin). 12. Este efecto se puede comprobar experimentalmente dela siguiente manera. Si instalamos una dinamo oalentador acoplado a la rueda de una bicicleta estticay nos ponemos a pedalear, podremos comprobar queresulta bastante fcil mover los pedales. si ahoraconectamos a la dinamo una lmpara de 40W,sentiremos una mayor resistencia al movimiento de lospedales, la cual aumenta todava mas si conectamosuna lmpara de 100W 13. Lo que hemos comprobado experimentalmente es quecuando los conductores de la dinamo se mueven en elseno de un campo magntico, si el circuito estacerrado, aparece una corriente elctrica que alimentala lmpara. Esta corriente produce, a su vez un campomagntico de polaridad tal que tiende a oponerse a lasvariaciones del campo magntico inductor. As, porejemplo, si este campo magntico tendiese a crecer, lacorriente inducida en el conductor generara un campomagntico de sentido contrario que tendera acontrarrestar dicho aumento. En el caso de la dinamode la bicicleta, lo que se observa es que cuando amentala corriente por los conductores se aprecia una ciertaresistencia al movimiento de estos. 14. Para determinar el sentido de la corriente inducida enun conductor que se desplaza perpendicularmente enel seno de un campo magntico resulta un tantocompleja la aplicacin directa de la Ley de Lenz. Unmtodo mucho mas sencillo es aplicar la REGLA DEFEMING de la mano derecha. 15. Para aplicar esta regla se utilizan los tres dedos de lamano derecha, el PULGAR se coloca en Angulo rectocon respecto al resto de la mano indicando el sentidode desplazamiento del conductor (movimiento). ElINDICE se coloca perpendicular al pulgar indicando elsentido del flujo magntico(campo). El corazn secoloca en un plano perpendicular al mormado por elpulgar y el indic y nos indica el sentido que toma lacorriente inducida(sentido convencional de lacorriente) al mover el conductor en el seno el campomagntico (corriente). 16. Regla de la mano derecha para determinar el sentidode la f.e.m. 17. Regla nemotecnica: MO-CA-CO.: Significa movimiento, campo y corriente. 18. Gracias a esta sencilla regla podremos responder aestas sencillas preguntas: Que ocurre si invertimos el sentido de giro de unadinamo? Al moverse los conductores en sentidocontrario al anterior, la corriente tambin se invierte,lo que da como resultado na inversin en la polaridadde los bornes de salida del generador. Que ocurre si invertimos la polaridad del campomagntico inductor de una dinamo? Si aplicamos laregla de la mano derecha observaremos que al invertirel campo tambin se invierte el sentido de la corriente. 19. FUERZA ELECTRO MOTRIZ IDUCIDA EN UN CIRCUITO PROXIMO.Los campos magnticos variables que desarrollan los conductorescuando son recorridos por corrientes variables puedan inducirfuerzas electromotrices al atravesar otros conductores que seencuentren en su proximidad.Para entender este fenmeno podemos realizar una sencillaexperiencia, que consiste en colocar dos bobinas una muy cerca deotra. En los extremos de la bobina B conectamos un galvanmetrode cero central. A su vez, en la bobina A conectamos primeramenteun generador de C.C. Al errar el interruptor en la bobina A, sepuede observar como el galvanmetro acusa el paso de unapequea corriente por la bobina B que persiste solo durante unpequeo periodo de tiempo. Si a continuacin abrimos elinterruptor podremos comprobar que el galvanmetro vuelve adetectar el paso de corriente, peroahora en sentido contrario. 20. Comprobacin experimental de la f.e.m inducida enun circuito prximo 21. Al cerrar el interruptor, por la bobina A aparece unacontiene que tiende a crecer desde cero hasta su valornomina, lo que origina en la bobina un campomagntico variable y creciente. Al estar la bobina Bmuy prxima a la A, dicho campo magntico laatraviesa, con lo que se produce de induccinelectromagntica(conductores sometidos a la accinde un campo magntico variable) que da comoresultado una fuerza electromotriz y una corrienteelctrica en la bobina B. Esta corriente solo se producemientras l campo magntico sea variable, es decir,mientras la corriente por la bobina A este creciendo,hecho que ocurre solo durante un pequeo periodo detiempo. 22. Al abrir el interruptor el proceso se repite, pero a la inversa. Lacorriente por la bobina A atiende a desaparecer, lo mismo que el campomagntico. En la bobina B aparece una f.e.m. de induccin, mientras elcampo magntico sea variable(en este caso decreciente). Elgalvanmetro acusa el paso de la corriente elctrica. Pero, en este casode sentido contrario al anterior, hecho que se explica fcilmente con laley de Lenz. Si ahora sustituimos el generador de C.C. por uno de C.A. y elgalvanmetro por un voltmetro de C.A., al cerrar el interruptorpodremos observar que el voltmetro conectado a la bobina B indicauna determinada tensin. Si ahora sustituimos la bobina B por una demas espiras, se puede observar que la tensin de salida aumenta. La explicacin de esta experiencia hay que volver a buscarla en lainduccin electromagntica. Ahora la bobina A es recorrida por unacorriente variable, lo que produce, a su vez, un campo variable queatraviesa en todo momento la bobina B. En consecuencia en estabobina se produce constantemente una f.e.mde induccin. Siaumentamos el numero d espiras en la bobina B, la fuerzaelectromotriz inducida aumenta. 23. Gracias a este principio funcionan los transformadoreselctricos, que estudiaremos mas adelante. Adems,con el podemos dar explicacin a muchos fenmenosque aparecen en torno a las corrientes y camposmagnticos variables. As, por ejemplo, se puedeentender que es peligroso aproximarse demasiado aelementos conductores que estn en las cercanas delneas de transporte de alta tensin, ya que los fuertescampos magnticos variables producidos por susconductores se establecen en un determinado radio deaccin e inducen una elevada f.e.m. en todos losconductores que atraviesa. Para evitar accidentesconviene conectar a tierra todos los elementosmetlicos que se encuentren en las proximidades dedichas redes. 24. Aplicaciones practicas de la induccin electromagntica. La principal aplicacin de la induccinelectromagntica es, sin duda, la produccin deenerga elctrica en grandes cantidades mediantes alos alternadores. Adems, gracias a este fenmenofuncionan transformadores elctricos. Existen muchas mas aplicaciones, como, por ejemplo,los rels diferenciales, la pinza amperimtrica, loshornos de induccin, etc. 25. El Alternador. Por ejemplo, un alternador trifsico con un par depolos en el rotor, una rueda polar con un fuerte campomagntico gira a 3.000 revoluciones por minuto(50vueltas por segundo) e induce en las tres bobinas delestator una tensin alterna trifsica de 50Hz que setransporta y distribuye hasta los centros de consumo. 26. El Transformador. Un transformador posee dos bobinados, uno primario yotro secundario que se arrollan sobre un ncleo magnticocomn, formado por chapas magnticas apiladas. Alconectar el bobinado primario, de N1 espiras, a una tensinalterna U, se produce en el ncleo magntico un flujovariable(i). Este flujo variable se cierra por todo el ncleomagntico y corta los conductores del bobinadosecundario, por lo que se induce una fuerza electromotrizen el secundario que depender del numero de espiras delmismo. En el caso de que el numero de espiras del secundario seamayor que el del primario, la tensin del secundariotambin ser mayor, El mismo razonamiento se puedehacer para un transformador reductor. 27. Transformador Elctrico 28. Todos estos sistemas consiguen transmitir la informacingracias a la produccin de campos magnticos de altafrecuencia (del orden de kHz y MHz para sistemas de radioy de algunos GHz para la telefona mvil). Estas sealeselectromagnticas se recogen con facilidad a larga distanciapor los receptores gracias al principio de induccinelectromagntica. Cuanto mayor sea la frecuencia, la sealpodr transmitirse a mas distancia sin que su intensidad deorigen sea muy elevada, tal como ocurre con la telefonamvil que emplea seales en torno a los 2GHz (2.10Hz) defrecuencia. 29. Sistema de comunicacin por radio. 30. En este caso la emisora se encarga de recoger lainformacin a transmitir(seales de audiotransformadas en seales elctricas de unadeterminada frecuencia) y mediante circuitos demodulacin adecuados genera una seal de altafrecuencia que es aplicada a la antena mediante untransformador. cuando la corriente alterna de alta frecuencia recorre elconductor de la antena, se produce un campoelectromagntico variable de la misma frecuencia. Estohace que se produzca, a su vez, una ondaelectromagntica que se transmite en todas lasdirecciones. 31. Fuerza Electromotriz:Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energaproveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo quesuministre corriente elctrica. Para ello se necesita laexistencia de una diferencia de potencial entre dospuntos o polos (uno negativo y el otro positivo) de dichafuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargaselctricas a travs de un circuito cerrado. 32. Mtodos para producir una fuerza electromotriz Por accin qumica. Por accin trmica. Por induccin electromagntica. Todas las grandes centrales hidroelctricas y trmicasproducen fem por induccin electromagntica. Cuando serequieren grandes cantidades de energa, el coste de laenerga elctrica obtenida utilizando la induccinelectromagntica es muy inferior al de la obtenida poraccin qumica en cualquiera de las bateras construidas. Se produce una fem por accin trmica cuando se calientados soldaduras de dos materiales distintos, y se denominapar termoelctrico al dispositivo que produce una fem poreste procedimiento. La fem que produce un partermoelctrico es muy pequea para poderla utilizar confines energticos, pero los pares termoelctricos son muytiles como como instrumentos de medida. 33. LA INDUCCIN ELECTROMAGNTICA Cuando movemos un imn permanente por el interiorde las espiras de una bobina solenoide (A), formadapor espiras de alambre de cobre, se genera deinmediato una fuerza electromotriz (FEM), es decir,aparece una corriente elctrica fluyendo por las espirasde la bobina, producida por la induccin magnticadel imn en movimiento Si al circuito de esa bobina (A) le conectamos unasegunda bobina (B) a modo de carga elctrica, lacorriente al circular por esta otra bobina crea a sualrededor un campo electromagntico, capaz deinducir, a su vez, corriente elctrica en una tercerabobina. 34. LA INDUCCIN ELECTROMAGNTICA Imgenes: 35. Vase tambin: https://www.youtube.com/watch?v=3K4S-KSLup0 https://www.youtube.com/watch?v=79VEaV5jOE4 https://www.youtube.com/watch?v=ba2foZSDKJk https://www.youtube.com/watch?v=ORbd1e_I_7o https://www.youtube.com/watch?v=ZyG7q3SaDD0 https://www.youtube.com/watch?v=Z1T3Q4_26Y8 https://www.youtube.com/watch?v=H9C5zhqYpnM 36. E.E.T. N 3132 ROSARIO DE LA FRONTERA- SALTA Gustavo Gmez lvaro Narbae Jairo Taritolay Dante Leguizamn Gastn PrezPROFESOR: JUAN CARLOS LOPEZALUMN OS DE 2 1 C.S.