trabajo colaborativo 3 de electromagnetismo scrib.pdf

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PROCEDIMIENTO

1. Conectar la bobina de una sola espira al galvanmetro, como se ilustra en la

figura. Introduzca uno de los imanes de barra a travs de la bobina y comienza a

generar con su mano y en el interior una movimiento armnico simple. Observe

cuidadosamente la aguja del galvanmetro y anote sus observaciones.

Observaciones:

Conectando la bobina de una sola espira, introduciendo el imn y, hacindole un

pequeo movimiento, se puede evidenciar que el multmetro empieza a marcar un

valor.

2. Conecte las terminales del galvanmetro a la bobina de 50 espiras. Introduzca

el imn dentro de la bobina y repita cuidadosamente la experiencia anterior.Registre sus observaciones y vaya sacando conclusiones.

Observaciones:

Conectando la bobina de 50 espiras, introduciendo el imn y, hacindole un

pequeo movimiento, se puede evidenciar que el multmetro varea frecuentemente

su valor, se puede decir que por su movimiento cambia su valor.


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3. Conecte las terminales del galvanmetro a la bobina de 100 espiras. Introduzca

el imn dentro de la bobina y repita cuidadosamente la experiencia anterior.

Registre sus observaciones y contine sacando conclusiones.

Observaciones:

Conectando la bobina de 100 espiras, introduciendo el imn y, hacindole un

movimiento, se puede evidenciar que el multmetro varea frecuentemente su valor,

se puede decir que por su movimiento cambia su valor.

4. Repita la experiencia anterior invirtiendo la polaridad del imn de barra y si

percibe cambios anote con cuidado sus observaciones.

Observaciones:

Al in troducir un imn permanen te por e l interior de la bob ina, el mu lt metro

sigue marcando varios valores, cada vez que se mueve la bobina marcaun valor diferente.

5. Si el dimetro del ncleo se lo permite (en caso contrario redisee sus bobinas)

una los dos imanes de barra (para generar un imn ms fuerte) e introduzca el

sistema a la bobina de 100 espiras. Observe el movimiento de la aguja del


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galvanmetro; ahora genere movimientos armnicos simples y a diferentes

frecuencias o velocidades y analice con cuidado el movimiento de la aguja del

galvanmetro. Anote una a una sus observaciones y saque conclusiones

significativas del proceso.

Observaciones:

Al pasar un imn con un campo magntico de mayor in tensi dad , y al

generar velocidad ejerciendo movimiento sobre l, en el ncleo de aire de la

bobina de 100 espiras, se puede evidenciar que el multmetro cambia su valor con

mayor rapidez.

Si dejamos de mover el imn no se producir induccin magntica alguna

y el multmetro se detiene en0, indicando que tampoco hay flujo de corriente.

Eso demuestra que para que exista induccin magntica y se genere una fuerza

electromotriz o corr iente elctrica en e l enro llado de una bobina, no slo se

precisa la existencia de un campo magntico, sino que ste se

encuent re en mov im ien to , para lo cua l ser necesar io que e l imn

se desp lace continuamente por el interior del enrollado de la bobina.

ANLISIS

1. Explique en lenguaje sencillo sus apreciaciones del movimiento generado en la

aguja cuando el imn se introduce en la bobina de una espira:


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R/: En la bobina de una espira con ncleo de aire no logramos apreciar el

movimiento del el multmetro ya que la bobina entre ms nmero de espiras

mayor es su inductancia.

2. Explique en lenguaje sencillo sus apreciaciones o implicaciones del movimiento

generado en la aguja del galvanmetro cuando el imn se introduce en cada una de

las bobinas de 50 y 100 espiras.

R/: De pendiendo de la polaridad del imn, la intensidad de su campo

magntico, la velocidad de movimiento ejercido sobre l, a travs del

ncleo de aire de nuestra bobina y el nmero de espiras de la bobina sea

para cada caso 50 o 100 espiras, el multmetro marcara la velocidadsegn sea el caso.

3. Explique en lenguaje sencillo sus apreciaciones e implicaciones del movimiento

generado en la aguja cuando sistema de imanes se introduce en cada una de las

bobinas y se mueve a diferentes frecuencias o velocidades:

R/: Cuando se mueve un imn permanente por el interior de las espiras de alambre

de cobre de una bobina, se induce una fuerza electromotriz o flujo de corriente

elctrica producida por el campo magntico que se mueve

man ual men te. Si la v elo cid ad y la f r ecu enc ia eje rci da en el imn es

mayor, el multmetro marcara con mayor rapidez.

1. Finalmente dejar el sistema de imanes en reposo y mover a diferentes

velocidades cada una de las bobinas alrededor del sistema de los imanes; sacar

conclusiones de los registros conservados y proponer explicaciones razonables.

R/: Un imn permanentemente y un ncleo de hierro dulce hacen que el campo

magntico tenga un valor aproximadamente constante entre los polos y el ncleo.


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La bobina puede girar sobre el eje que pasa por su centro, y est unida a una aguja

que seala sobre una escala graduada en corriente.

3. Encuentre los factores que afectan directamente la F.E.M (fuerza electromotriz)

generada en un sistema de induccin y explique la influencia en la generacin delvoltaje inducido de cada uno de ellos.

R/: Se le dice fuerza electromotriz (FEM) a la energa proveniente de cualquier

fuente, medio o dispositivo que suministre corriente elctrica. Para ello se necesita

la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos (uno negativo

y el otro positivo) de dicha fuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargas

elctricas a travs de un circuito cerrado.

El valor de la fuerza electromotriz (FEM) o diferencia de potencial, coincide con la

tensin o voltaje que se manifiesta en un circuito elctrico abierto, es decir, cuando

no tiene carga conectada y no existe, por tanto, circulacin de corriente.

El Capacitor

1. Arregle el circuito como muestra la figura uno. El ampermetro, el capacitor y la

batera deben conectarse en el orden adecuado. Vea las marcas + y - en los

componentes del circuito. La placa positiva del capacitor debe conectarse a la

terminal positiva de la batera. Si las conexiones se invierten, el capacitor puede

daarse. Las resistencias no tienen extremo + o +. Registre en la tabla 1 el voltaje

de la batera y el valor del capacitor.


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3. apague la fuente de poder. Empleando una pieza de cable conecte ambos extremos

del capacitor para descargarlo.

4. Reemplace la resistencia de por la resistencia de 27 k por la resistencia de 10 k

5. Repita los pasos 1 al 3 con el resistor de .Registre las lecturas en la tabla

6. Despus de que se han tomado todas las lecturas, desmantele el circuito.Asegrese de desconectar todos los cables de la fuente de poder.

Tabla 1

Voltaje (V) Capacitancia (F) Resistencia 1 Resistencia 2

14,93 14,96 2,7K 11K

Tabla 2

Resistencia2,7=k

Voltaje en Ccon R1

Resistencia11=k

Voltaje en Ccon R2

Tiempo Corriente (mA) Corriente (mA)

(s)

0 14,58 0,37 14,72 0,23

5 13,64 1,31 13,63 1,26

10 12,54 2,33 12,45 2,46

15 11,60 3,18 11,30 3,60

20 9,43 5,39 10,23 4,65

25 7,73 7,21 8,20 6,68

30 4,65 10,23 5,32 9,6135 3,92 10,99 4,41 10,43

40 3,18 11,65 3,10 11,80

45 2,70 12,13 2,60 12,30

50 2,45 12,46 2,30 12,62


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55 1,97 12,96 2,11 12,78

60 1,75 12,97 1,84 13,14

65 1,50 13,19 1,62 13,32

70 0,42 13,42 0,23 14,67

75 0,05 14,2 0,12 14,80

80 0,04 14,88 0,10 15,33

85 0,03 14,92 0,09 15,62

90 0,02 14,95 0,07 16,40

95 0,01 15,4 0,06 16,69

100 0,00 15,18 0,03 17,45

1. describa con sus palabras Por qu la corriente inici en un valor mximo y

descendi hasta cero mientras el capacitor se estaba cargando?

R/: Cuando el tiempo es igual a cero, el condensador esta descargado, en el

momento que empieza a correr el tiempo, el condensador comienza a cargarse ya

que hay una corriente en el circuito.

Cuando el condensador se carga completamente, la corriente en el circuito es igual

a cero.

2. Analice los datos obtenidos con las dos resistencias. Explique la funcin de la

resistencia en el circuito.

R/: Bebido al espacio entre las placas del condensador, en el circuito no circula

corriente, es por eso que se utiliza una resistencia. La resistencia acta como

oposicin al paso de corriente.

3. Empleando los datos de la tabla 2, dibuje dos grficas para la corriente elctrica

como una funcin del tiempo. Trace una curva continua.

Con respecto a R1


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Con respecto a R2

5. Calcule la capacitancia del capacitor, C= q/V, empleando el valor para la carga

elctrica de la pregunta anterior y la diferencia de potencial medida de la fuente de

poder.

R/: Entonces para R1 (47Kohm) C= q/ V= 0.0141C / 15v = 0.00093F, entonces la

capacitancia calculada es:

C= 930 uF, Para R2 (10kohm)

C= 0.015C/15V= 0.001 F o

C= 100 uF

Procedimiento

1. Experimento A. Tipos de Polos

Sostenga una brjula y deje que la aguja quede en reposo. Para verificar que apunta

hacia el norte, coloque la brjula sobre la mesa; luego tome uno de los imanes de barra

y acerque el polo norte a la brjula. El imn debe provocar la desviacin de la aguja de

modo que el polo sur de la misma apunte hacia el polo norte del imn. Verifique que

ambos tengan la orientacin polar correcta.


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Si el polo norte de un imn de barra atrae al polo norte de una brjula, tal vez el imn

est magnetizado de manera incorrecta. Si ambos imanes tienen la orientacin

correcta, proceda entonces con el experimento.

2. Experimento B. Lneas de Campo Magntico

1. Coloque el imn de barra sobre la mesa y cbralo con una hoja de papel.

Distribuya suave y uniformemente limaduras de hierro sobre el papel.

Golpee ligeramente el papel con su dedo varias veces hasta que las limaduras

formen un patrn de campo. Las limaduras por s solas se han alineado con el

campo magntico.

2. Dibuje el patrn de campo de las limaduras de hierro en torno al imn.

3. Experimento C. Lneas de Campo Magntico entre Polos

1. Coloque ambos imanes sobre la mesa con el polo norte de uno de ellosaproximadamente a 4 cm del polo norte del otro. Ponga el pedazo de papel sobre losimanes. Distribuya suavemente sobre l algunas limaduras de hierro. Golpeeligeramente el papel varias veces hasta que las limaduras de hierro formen lneasdefinidas. Dibuje el patrn de campo de las lneas de campo magntico, mostrando laorientacin polar de los dos imanes.


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Observaciones:

La es t ruc tu ra de las l neas de fuerza c readas por un imn o por

cualquier objeto que genere un campo magntico puede visualizarseutilizando una brjula o limaduras de hierro.

5. Experimento E. Propiedades de la Piedra Imn

1. Acerque un imn a los clips. Registre sus observaciones.

2. Acerque una brjula al imn y muvala alrededor de l. Registre sus

observaciones.

6. Experimento F. Magnetismo Inducido

1. Pruebe el magnetismo de un clavo de hierro ponindolo en contacto con los clips.

Coloque el clavo en un extremo de un imn de barra. Despus acrquelo a los clips

mientras se encuentra unido al imn. Anote sus observaciones.


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2. Aproxime el extremo libre del clavo a su brjula. Advierta que el extremo libre se

ha convertido en un polo. Verifique la polaridad del clavo y la del extremo del imn

al cual se uni. Registre sus observaciones.


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CONCLUSIONES

A travs del desarrollo del laboratorio 3, se pusieron en prctica los diversos

conocimientos adquiridos en la unidad 3 de electromagnetismo.

Se logr adquirir e internalizar conocimientos en torno al campo magntico a

partir de la realizacin de las experiencias en las practicas.

Fue muy gratificante poder llevar acabo cada uno de los puntos en el

laboratorio, porque de esta forma se puede evidenciar mejor la puesta en

prctica de los conocimientos adquiridos y entender los ejercicios planteados

de la gua de actividades.

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