Campos Magnéticos e inducción de Faraday

Campos magnéticos y inducción de faraday


Objetivo General

*Entender la unificación de los fenómenos eléctricos y magnéticos en el desarrollo de la teoría electromagnética y encontrar la conexión y función que tiene cada una para con la otra.

Objetivos específicos

*Comprobar que una corriente eléctrica produce un campo magnético

*Observar que el que el comportamiento de un campomagnético en comparación con un campo eléctrico

*Analizar y comprender el movimiento de una carga eléctrica que está en contacto con un campo magnético

*Observar y analizar varios efectos que ilustran algunas aplicaciones de la ley de inducción de faraday

Marco teórico y análisis de resultados



CAMPO MAGNETICO

Los campos magnéticos son producidos por corrientes eléctricas, lascuales pueden ser corrientes macroscópicas en cables, o corrientes microscópicas asociadas con los electrones en órbitas atómicas. El campo magnético B se define en función de la fuerza ejercida sobre las cargas móviles en la ley de la fuerza de Lorentz. La interacción del campo magnético con las cargas, nos conduce a numerosas aplicaciones prácticas. Las fuentes de campos magnéticos sonesencialmente de naturaleza dipolar, teniendo un polo norte y un polo sur magnéticos. La unidad SI para el campo magnético es el Tesla, que se puede ver desde la parte magnética de la ley de fuerza de Lorentz, Fmagnética = qvB, que está compuesta de (Newton x segundo)/(Culombio x metro). El Gauss (1 Tesla = 10.000 Gauss) es una unidad de campo magnético mas pequeña.

Práctica

1. Partículas moviéndosecon una Velocidad

Fuerza Magnética: El campo magnético B se define de la ley de la Fuerza de Lorentz, y específicamente de la fuerza magnética sobre una carga en movimiento:


Las implicaciones de esta expresión incluyen:
1. La magnitud de la fuerza es F = qvB senθ donde θ es el ángulo < 180 grados entre la velocidad y el campo magnético. Esto implica que la fuerza magnética sobre una cargaestacionaria o una carga moviéndose paralela al campo magnético es cero.
2. La dirección de la fuerza está dada por la regla de la mano derecha. La fórmula de la fuerza de arriba está en forma de producto vectorial.

Observación

En este caso se utilizó un tubo de rayo catódico, que era el sistema utilizado por los televisores antiguos. Se visualizaba inicialmente un rayo de luz (electronesmoviéndose con una velocidad), pero cuando se acercaba un imán (campo magnético), este haz de luz se desviaba. Esta desviación depende de la dirección de donde provenga el campo y también de la polaridad del campo magnético.


2. Campo Magnético variable en el tiempo

Inducción Magnética: Es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio ocuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quién lo expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).

Ley de Faraday:Faraday observó que la intensidad de la corriente inducida es mayor cuanto más rápidamente cambie el número de líneas de fuerza que atraviesan el circuito. (En nuestro caso cuanto mayor es la velocidad del imán, mayor es la intensidad de la corriente se crea en esta ultima) Este hecho experimental esta reflejado en la ley que se enuncia: La fuerza electromotriz e inducida en un circuito es directamenteproporcional a la velocidad con que cambia el flujo que atraviesa el circuito.

Observación

Para esta parte se hizo un circuito que consistía en un amperímetro, una bobina y un imán. Cuando se acercaba el imán a la bobina, se observó un cambio en el amperímetro; este cambio indica que se generó una corriente eléctrica. El signo de la corriente depende de la inducción magnética y, también...