5/26/2018 Laboratorio N 2

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Laboratorio N2

Ley de Faraday-Lenz

Temas relacionados

Fuerza electromotriz inducida. Induccin mutua. Acoplamiento magntico. Propiedades

magnticas de la materia. Campo magntico variable y flujo magntico variable.

Objetivos del laboratorio.

1.Comprender el concepto de acomplamiento magntico

2. Comprobar la ley de Faraday por medio de la variacin de la posicin relativa de la espiras

3. Comprobar la ley de Faraday por medio de la variacin del flujo magntico en funcin del

tiempo.

4.Comprobar la dependencia de la FEM inducida con permeabilidad magntica

Fundamentos Tericos:

La induccin electromagntica consiste en la aparicin de una corriente elctrica en un circuito cuando vara el

nmero de lneas de induccin magntica que lo atraviesa. Faraday explico de forma cualitativa el fenmeno

de la induccin electromagntica. La ley matemtica que explica este proceso fsico, a la que se da el nombre

de ley de Faraday, se expresa en funcin de una magnitud llamada flujo magntico.

El flujo magntico a travs de una superficie es una medida del nmero de lneas de induccin que

atraviesan dicha superficie.

Campo uniforme y superficie plana.

Campo variable y superficie cualquiera.

Dividimos la superficie S en pequeos elementos infinitesimales dS, de manera que en cada uno se puedan

considerar la superficie plana y el campo magnetico uniforme. Se define el vector superficie ds perpendicular ala superficie y de modulo |dS|. El flujo a traves de una superficie infinitesimal es

El flujo total a traves de la superficie S se obtiene sumando todas las contribuciones:

Ley de Lenz

De las experiencias de Faraday se deduce que la induccin de corriente elctrica en un circuito es debida a la

variacin de flujo magntico a travs del circuito. La regla para determinar el sentido de la corriente inducida

fue establecida por Lenz en 1834 y se conoce como ley de Lenz.

El sentido de la corriente inducida es tal que se opone a la causa que la produce.

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La ley de Lenz es una consecuencia del principio de conservacin de la energa. Si el sentido de la corriente

inducida fuese a favorecer la causa que la produce, se generara energa limitada de la nada.

Ley de Faraday

Esta ley nos dice que la fuerza electromotriz inducida o fem inducida es proporcional a la variacin del flujo

magntico, e inversamente proporcional al tiempo invertido en dicha variacin. La fuerza electromotriz media

vale:

El sentido negativo nos indica que la fuerza electromotriz se opone a la variacin del flujo magntico.

Elementos a utilizar

1. Fuente de Alimentacin.

2. Testers.

3. Cables de alimentacin.

4. Bobina 1.5. Bobina 2.

6. Ncleo Ferromagntico.

Secuencia operativa

Con los elementos provistos por la ctedra, cada grupo deber disear una experiencia para poder comprobar

cada objetivo propuesto.

Preguntas orientativas:

Realice predicciones sobre las situaciones que se presentan a continuacin, utilizando los elementos del

ensayo.

a)Cmo lograra el acoplamiento magntico?

b)De qu variables depende la magnitud de la fem en la bobina 2?

c)Qu sucedera en los bornes de la bobina 1, si con la misma tensin anterior alimento la bobina 2?

d)Qu sucede si vara el nmero de espiras?

e)Qu sucedera si se coloca el ncleo ferromagntico en el interior de la bobina 2?

Respuestas

a) El acoplamiento magntico se puede realizar de dos maneras, una de ellas es haciendo circular unacorriente variable por una de las bobinas y dejando esttica otra bobina (sin corriente) conectada a

tester, en el cual, se leera un potencial debido a la induccin mutua que produce la primer bobina con

corriente variable. La otra manera seria, que por una de las bobinas circulase una corriente continua,

acercando (o moviendo) a sta a otra bobina sin corriente solamente conectada al tester, en l se leera

un potencial causado por la induccin mutua pero causada por el movimiento de la bobina (variacin

de rea) no a causa de la variacin de la corriente como fue explicado la primer manera.

b) La magnitud de la fem depende de la variacin del campo, de la variacin en el flujo, de la variacin delrea al ser inversamente proporcional al tiempo, cuando el tiempo es menor a la variacin en la fem es

ms notoria.

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c) En los bornes de la bobina 1 si con la misma tensin anterior alimento la bobina 2 , suceder que en labobina 1 aparecer un potencial debido a la induccin que produce la bobina 2, causada por las dos

maneras mencionadas en el tem 1.

d) Si se varia el nmero de espira, varia de esta manera el rea y por ello varia la fem.e) Si se coloca el ncleo ferromagntico en el interior de la bobina 2 cambia el o que es la del vaco (igual

a 1) por el correspondiente al material ferromagntico.

Anlisis de resultados

Los resultados obtenidos en este experimento fueron claramente lo esperado mediante el conocimiento

adquirido en la teora y prctica, sin la presentacin de ninguna discrepancia de las leyes tratadas en este

laboratorio.

Conclusin:

Mediante el laboratorio concluimos en el cumplimiento de ley de Faraday-Lenz, que relaciona la fem con la

derivada del flujo respecto del tiempo, as como tambin la variacin de la posicin relativa de las espiras, es

decir al disminuir o aumentar la cantidad de vueltas aparece una fem, verificando experimentalmente el

concepto de acoplamiento magntico (induccin magntica)