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Alumno:_________________________________________ Grupo: _____Equipo:_________Profesor: ________________________________________ Fecha: _______ Calif: _______

Practica No. 2

I NOMBRE: Efectos Electromagnticos

II OBJETIVOS: Al trmino de la prctica el alumno ser capaz de: Reproducir el experimento de Oersterd. Verificar la interaccin entre la corriente elctrica y el campo

magntico. Verificar la interaccin entre corrientes paralelas. Verificar el comportamiento de las bobinas al paso de una corriente

a travs de ellas.III MATERIALES:

Aguja con soporte Bobinas Bornes con aislador Cables Conductores flexibles Fuente de c. C. Imanes de herradura Interruptor Soportes Varillas

IV ANLISIS GENERAL DE LA PRACTICA:

El fsico dans Hans Cristian Oesterd (1777-1851) demostr que una corriente elctrica al pasarpor un conductor generar siempre un campo magntico alrededor de este. Adems observ quelas lneas de fuerza que representan al campo magntico, son lneas cerradas de forma circular,concntricas al conductor. Para determinar el sentido de dichas lneas se hace uso de la regla dela mano derecha y que consiste en: tomar el conductor con la mano derecha, de modo que losdedos de la mano rodeen al conductor, cuidando que el pulgar seale el sentido convencional ( + a- ) de la corriente, los dedos restantes indican el sentido de las lneas de induccin alrededor delconductor, como se indica en la figura 1.

INSTITUTO POLITCNICO NACIONALCentro De Estudios Cientficos Y TecnolgicosWilfrido Massieu

B

B

I

Fig. 2

I

Fig. 1

Fsica IV

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Recuerde que en un punto cualquiera de este campo el vector induccin se traza a la lnea deinduccin que pase por el punto considerado y en el sentido de la lnea como se indica en la figura2.

En 1820 Ampere observ que dos conductores paralelos por los que pase corriente, interaccionanentre s y sugiri que las condiciones magnticas de los imanes son causadas por corrientes en elinterior del cuerpo de imn y son las que suceden por el movimiento de los electrones en lostomos de los materiales magnticos.

Cuando un conductor se presenta en forma de espira o bobina tambin producir un campomagntico cuando por ellas circule una corriente elctrica. Y para saber la posicin de los polos enun selenoide se aplica la regla de la mano derecha as:

Se toma el selenoide con la mano derecha de manera que la punta de los dedos indique el sentidoconvencional de la corriente y el pulgar de los dedos indique el sentido convencional de la corrientey el pulgar extendido indicar el polo norte del selenoide.

Cuando un conductor por el que circule corriente se encuentre sumergido en un campo magnticoexperimenta una fuerza perpendicular al plano formado por el conductor y las lneas de induccin ylos sentidos de la fuerza magntica, de la corriente y de las lneas de induccin quedandeterminadas por la regla de los tres dedos de la mano izquierda, que dice: Se colocan los 3primeros dedos de la mano izquierda extendidos perpendicularmente entre s de tal manera que eldedo CORDIAL indicar el sentido convencional de la corriente; el sentido de la induccinmagntica lo indique el INDICE y el sentido del movimiento o impulso lo indica el pulgar.

Fig. 3

N S S N

Fig. 4

N

F

BI

Fig. 5

N S

Prctica 2

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V DESARROLLO DE LA PRACTICA:

EXPERIMENTO I Experimento De Oesterd

PROCEDIMIENTO:1.- Se coloca un conductor paralelo, por encima y muy prximo a una brjula como se indica

en la fig. 6

2.- Aplicar una tensin de 6V y cerrar el interruptor por breve tiempo.

P-1 Qu sucede con la aguja imanada al paso de la corriente en el conductor.?

3.- Cambiar el sentido de la corriente y aplicar la misma tensin.

P-2 Que sucede con la aguja imanada?

4.- Repetir los puntos 2 y 3 aplicando a cada caso la regla de la mano derecha.

P-3 Qu se determina al aplicar la regla?

P-4 Que experimento hemos reproducido y que nos demuestra?

EXPERIMENTO II Interaccin Entre Corrientes ParalelasPROCEDIMIENTO:

1.- Haciendo uso de los conductores flexibles monte el aparato de la fig. 7a.

Fig. 6

Brjula

Hilo conductor

Fuente C.D.

Fsica IV

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2.- Conectar los conductores flexibles de tal manera que queden en serie con la fuente comoen la figura 7-b.

3.- Aplicar una tensin de 10 V y cerrar el circuito por breve tiempo.

P-5 Qu sucede con los conductores flexibles y paralelos que transportan corriente ensentido contrario?

P-6 Como se puede explicar este fenmeno?

4.- Repita el experimento pero conectando los conductores en paralelo con la fuente como enla fig. 7-c.

P-7 Qu sucede con los conductores flexibles y paralelos que transportan corriente en elmismo sentido?

P-8 Como se puede explicar este fenmeno?

EXPERIMENTO III Interaccin Entre La Corriente Y El Campo Magntico(Columpio Magntico)

PROCEDIMIENTO:

1.- Armar el dispositivo de la fig 8

(a) (b) (c)

Fig. 8

N

S

Prctica 2

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2.- Aplicar una tensin de 6 o 9 V y cerrar momentneamente el circuito.

P-9 Qu sucede con el conductor que se encuentra sumergido en un campo magntico?

P-10 Como se puede predecir donde se debe de mover ese conductor?

3.- Repetir el inciso 2 pero invirtiendo la polaridad de la corriente.

P-11 Qu sucede en el conductor sumergido en el campo magntico?

4.- Aplique en este caso la regla de los tres dedos de la mano izquierda.

5.- Repita el experimento, pero cambiando la polaridad del imn y aplique la regla anterior.

6.- Repita el experimento, pero cambiando el sentido de la corriente y la polaridad del imn, yaplique la regla anterior.

P-12 En todos los casos se cumple la regla de os tres dedos de la mano izquierda?

EXPERIMENTO IV Interaccin Entre Bobina E ImnPROCEDIMIENTO:

1.- Montar el aparato de la fig. 9

2.- Aplicar una tensin de 6 voltios y cerrar el circuito.

P-13 Qu sucedi con la bobina al cerrar el circuito y a que se debe ese fenmeno?

P-14 Cmo puede predecirse hacia donde se va a mover la bobina al cerrar el circuito?

3.- Repetir el experimento, pero invirtiendo la polaridad de la corriente.

P-15 Qu sucede con la bobina al cerrar el circuito y a que se debe este fenmeno?

4.- Aplique en este experimento la regla de la mano derecha para selenoides

Fig. 9

Fsica IV

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5.- Repetir el experimento pero invirtiendo la polaridad del imn y aplique la regla anterior.

P-16 En todos los casos se cumple la regla de la mano derecha para selenoides?

EXPERIMENTO V Interaccin Entre BobinasPROCEDIMIENTO:

1.- montar el aparato de la fig. 10 (a) de manera que la corriente recorra ambas bobinas en elmismo sentido.

2.- Aplicar una tensin de 10 V, y cerrar el circuito

P-17 Qu sucede con las bobinas al cerrar el circuito y a qu se debe ste fenmeno?

3.- Repetir el experimento, pero conectando las bobinas de manera que la corriente recorraambas bobinas en sentidos opuestos (conexin punteada). Fig. 10 (b).

P-18 Qu sucede con las bobinas al cerrar el circuito y a que se debe este fenmeno?

VI CUESTIONARIO:

Fig. 10(a) (b)

Prctica 2

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1.- Escriba el experimento de OesterdAl hacerse pasar una corriente en un conductor largo y el cual pasa por una brjula, esta seconfigura magnticamente en direccin paralela al conductor, determinando la polaridad de cadacable, siendo que, la brjula en su estado normal se configuaraba hacia los polos de la tierra. Esteexperimento demuestra que si se le alimenta un cable con corriente este tendr un efectoinductivo.

2.- Escriba matemticamente la fuerza de Lorenz y las unidades de cada una de las literalesque intervienen en ella.

F=qVBsenF=BILsen

Donde:

F=Fuerza en Newtons (N)Q=Carga en Coulombs (C)V= Tensin en Volts (V)I= Corriente en Amperes (A)B= Densidad Magnetica en Teslas (T)

3.- En la figura se tiene un conductor que fluye una corriente electrica en direccin indicada,determina la direccin y sentido del vector induccin en los ountos a, b, c y d.

4.- Exprese matemticamente la Ley de Biot y Savart, para un conductor recto indicando querepresenta cada literal y sus unidades.

B= Donde:

- B= Densidad Magnetica en Teslas (T)- = Permeabilidad Magnetica en Tesla/Ampere*Metro (T/AM)- I= Corriente en Amperes (A)- R=Distancia desde P en Metros (M)- 2 en radianes

a

b c

d