Informe Laboratorio 2 para el Curso de Electromagnetismos

Omar e Otavo – Código Dagly Sánchez Carvajal - Código 79.185.472Milton Yecid Moreno- Código: 1.054.372.485

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNADEscuela de Ciencias Básicas E Ingeniería

Resumen

1. IntroducciónAnalizar y comprender las características del campo magnético generado en diferentes sistemas

2. Instrumentos de medida y aparatos eléctricosExperimento 1:

• Bobina con núcleo de aire y 50 espiras. • Bobina con núcleo de aire y de 100 espiras. • Dos imanes de barra • Cables, conectores • Galvanómetro con cero en el centro • Bobina de una sola espira

Conectar la bobina de espira al amperímetro. Introduzca uno de los imanes de barra a través de la bobina y comienza a generar con su mano y en el interior una movimiento armónico simple. Observe cuidadosamente los cambios de valor en el amperímetro y apunte sus observaciones.

Conecte las terminales del amperímetro a la bobina de 50 espiras. Introduzca el imán dentro de la bobina y repita cuidadosamente la experiencia anterior. Registre sus observaciones y vaya sacando conclusiones.

Conecte las terminales del amperímetro a la bobina de 100 espiras. Introduzca el imán dentro de la bobina y repita cuidadosamente la experiencia anterior. Registre sus observaciones y continúe sacando conclusiones.

Repita la experiencia anterior invirtiendo la polaridad del imán de barra y si percibe cambios apunte con cuidado sus observaciones.

Si el diámetro del núcleo se lo permite (en caso contrario rediseñe sus bobinas) una los dos imanes de barra (para generar un imán más fuerte) e introduzca el sistema a la bobina de 100 espiras. Observe el movimiento de la aguja del amperímetro; ahora genere movimientos armónicos simples y a diferentes velocidades y analice con cuidado el valor en el amperímetro. Apunte una a una sus observaciones y saque conclusiones significativas del proceso.

Al hacer el movimiento genera una corriente de 0.0 a 0.98 mA, según la rapidez del movimiento aumenta la corriente.Bobina de 300 aspiras

Con la bobina de 600 aspiras y imán color verde se genera una mayor corriente a un promedio armónico igual al anterior de 0.5 a 1.5 mA

1. Explique en lenguaje sencillo sus apreciaciones del movimiento generado en la aguja cuando el imán se introduce en la bobina de una espira:

Al realizar un movimiento armónico dentro de la espira se genera una corriente de 0,04 mA (movimiento rápido)

2. Explique en lenguaje sencillo sus apreciaciones o implicaciones del movimiento generado en la aguja del galvanómetro cuando el imán se introduce en cada una de las bobinas de 50 y 100 espiras.

Al introducir el imán dentro de la bobina se genera una corriente de 1.5 mA y luego disminuye de forma progresiva hasta llegar a cero (0)

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:

Al realizar un movimiento armónico simple en cada una de las bobinas (300 espiras y 600 espiras) se genera una corriente que varía de acuerdo a la velocidad y frecuencia con que se mueve el imán

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.

Al realizar el ejercicio de movimiento armónico con la bobina de 600 espiras la corriente mínima que genera es aproximadamente de 0.01 mA

2. Tratar de buscar, consultar o sugerir una explicación al fenómeno siguiente: “la aguja del galvanómetro se desvía en una dirección cuando el imán se introduce en la bobina y en la dirección opuesta cuando el imán se saca”.

Se observa variación en la lectura del multímetro porque cuando se introduce el imán se genera una fuerza electromotriz movimiento de electrones y al retirar el imán se mueve en dirección contraria fenómeno conocido como inducción magnética

4. Encuentre los factores que afectan directamente la “F.E.M” (fuerza electromotriz) generada en un sistema de inducción y explique la influencia en la generación del voltaje inducido de cada uno de ellos

- Cantidad de espiras de la bobina- Tamaño del imán- Frecuencia del movimiento- Calibre del alambre

Experimento 2

Instrumentos de medida y aparatos eléctricos• Brújula, limaduras de hierro y clips. • Papel Block y un pedazo de cartón • Fuente e poder de corriente directa. • Soporte Universal. • Multímetro. • Alambre de Calibre 14, un metroCampo magnético alrededor de un alambre recto y largo. 1 Coloque el cartón en el borde de una mesa de laboratorio. Atraviéselo con el cable de manera que pase perpendicularmente por un agujero en el centro del cartón, como muestra la figura. Ponga el soporte de tal forma que el alambre pueda enrollarse en las pinzas y baje por el soporte hasta el amperímetro, después conéctelo a la terminal positiva de la fuente de poder. La parte del alambre que se encuentra debajo del cartón debe continuar verticalmente por lo menos 10cm (0.1m) antes de prolongarse por la mesa hasta la terminal negativa de la fuente de poder. Verifique la polaridad apropiada de la fuente de poder y del amperímetro cuando conecte los alambres.

2. Active la fuente de poder y genere una corriente de 500mA (0.5A). Coloque la brújula al lado del alambre. Debe tenerse mucho cuidado con esta experiencia puesto que el alambre puede recalentarse si se deja la corriente circulando por mucho rato. Desplace la brújula lentamente alrededor del alambre para trazar el campo magnético. Registre sus observaciones y haga un dibujo del campo magnético generado alrededor del alambre.

El voltaje que registra de es 3v, y una intensidad de corriente de 0.5 Amp El sentido del campo magnético es de derecha a izquierda

4. Invierta las conexiones de la fuente de poder de modo que la corriente circule en dirección opuesta. Accione la fuente de poder y dibuje ahora la dirección del campo magnético alrededor del alambre, empleando la brújula. Registra tus observaciones y has un dibujo del campo magnético alrededor del alambre

Al invertir la polaridad de las puntas de la fuente de poder el sentido del campo magnético cambia de izquierda a derecha

Experimento 3. El Campo magnético generado por una bobina. 1. Consiga alambre con laca o encauchetado (para evitar corto eléctricos entre espiras) y enróllelo cuidadosamente alrededor de un núcleo (un pedazo de varilla de hierro o de acero) y pele intencionalmente las puntas del dispositivo (acabas de realizar una bobina conocida como un solenoide) 2. Conecte las dos puntas peladas de la bobina a la fuente de poder. Genere una corriente de 100mA (se puede colocar una resistencia de protección entre la fuente y la bobina para evitar calentamientos o cortos eléctricos).

3. Acerque la bobina a un conjunto de clips colocados aleatoriamente y analice cuántos son capturados por el dispositivo. Apaga la fuente y anota tus observaciones. Actívale nuevamente y describe lo que percibes; estás experimentando con un electroimán (consulta sobre este término).

La ferrita se imantiza al estar dentro de un campo magnético del embobinado atrayendo los click Al apagar la fuente de poder la ferrita queda imantada

4 Quita intencionalmente el núcleo (la barrita donde enrollaste el alambre) y repite la experiencia anterior. Trata de sacar interesantes conclusiones.

El retirar la ferrita ya no atrae los click, el campo magnético disminuye de forma considerable que ya no es suficiente para atraer los click

5. Trata de determine la polaridad del electroimán generando una corriente en la fuente de poder y pasando una brújula varias veces por la bobina.

ANÁLISIS 1. ¿Qué relación encuentras entre la corriente que transporta un conductor y el campo magnético que se genera a su alrededor?

El polo sur está directamente relacionado con la polaridad de la corriente y la manera como circula la corriente

2. Consultar y profundizar en la regla de la mano derecha y aplicarla y realizar el diagrama de los parámetros involucrados en el estudio de la corriente eléctrica que pasa por un alambre recto para generar un campo magnético.

Sentido del campo magnéticoSentido de la corrienteImagen regla de la mano derecha

3. ¿Qué efecto magnético tiene el cambiar la intensidad de la corriente eléctrica que pasa por un conductor eléctrico?

A mayor corriente mayor campo magnético

4. ¿Qué factores determinan la capacidad de un electroimán? ¿Qué tan determinante es la naturaleza de su núcleo? Los principales factores que determinan la capacidad de un electroimán son:Cuanto más vueltas tenga el cable, más fuerte será el campo magnético.Cuanto mayor sea el diámetro de la bobina, más fuerte será el campo magnético.La longitud de la bobina influye en la fuerza del electroimán.Cuanto más corriente atraiga el electroimán, más fuerte será el campo magnético

5. Los imanes de barra son muy conocidos y fáciles de adquirir comercialmente. Encuentre relaciones y diferencias entre un “electroimán” y un “imán de barra”.

El electroimán y el imán poseen los dos polos, los cuales generan las líneas de campo magnético, la gran diferencia es que el electroimán al disminuir su longitud y número de espiras pierde capacidad electromagnética cuando se desconecta, en cambio el imán de barra permanece el campo magnético debido al material y componentes con las cuales se ha diseñado

6. Analizar la forma y la intensidad de los campos magnéticos generados por dos solenoides uno con núcleo de aire y otro con núcleo de material ferro magnético, cuando sus terminales se conectan a una fuente de poder.

Los solenoides con núcleo de aire el campo magnético que genera es débil, mientras que cuando hay núcleo de ferrita los campos magnéticos aumentan y pueden ser manipulados por la cantidad de corriente al tener núcleo ferroso se convierten en electroimanes

7. Cuando un conductor eléctrico se sumerge en un campo magnético se genera sobre él una fuerza magnética; consultar efectos y propiedades.

Cuando un conductor eléctrico por el que pasa una corriente eléctrica está sometida a un campo magnético y se observa sobre él una fuerza que es perpendicular a la corriente y al campo magnético de esta forma decimos que el torque se forma por la atracción y la repulsión del campo magnético, campo magnético del mismo signo se rechazan y del mismo signo se atraen principio general de los generadores eléctricos y de los motores

5. Conclusiones

7. Agradecimientos

Referencias [1] Curso Electromagnetismos – UNAD, http://campus03.unad.edu.co/ecbti02/course/view.php?id=68 [2] Monografias.com, www.monografias.com/trabajos [3] Wikipedia la enciclopedia libre, es.wikipedia.org