Fis 120

Experiencia nº 5:
Voltaje inducido mediante campo magnético


Resultados:

La experiencia 5, se realizo medición de voltaje inducido en función del campo magnético, además de una relación entre voltaje primario y secundario de dos bobinas.
1. fem inducida en función del campo inducido por una fuente sinusoidal usando una sonda tangencial.

Durante esta primera etapa serealizaron 10 mediciones de voltaje inducido, a medida que el campo magnético se vario a través de una fuente de corriente alterna. Este procedimiento se realizo utilizando una sonda tangencial dispuesta entre dos bobinas de 400 y 800 vueltas respectivamente.
A partir de lo anterior se obtuvo la tabla 1 (ver apéndice 1), a partir de la cual se desprende el siguiente grafico.

fem inducida respecto aun campo inducido por una fuente sinusoidal usando una sonda tangencial.

Gráfico 1: Relación lineal entre voltaje y campo inducido utilizando una sonda tangencial.
2. fem inducida en función del campo inducido por una fuente sinusoidal usando una sonda longitudinal.
Durante una segunda etapa se repite el procedimiento anterior, utilizando esta vez una sonda longitudinal ubicada en elinterior de la bobina de 400 vueltas.

A partir de lo anterior se obtienen los graficos tabulados en la tabla 2 (ver apéndice 2), a partir de la cual se obtuvo el siguiente grafico.
fem inducida en función del campo inducido por una fuente sinusoidal usando una sonda de tipo longitudinal.

Gráfico 2: Tendencia lineal entre el voltaje inducido y el campo utilizando una sondalongitudinal.
3. Relación de voltajes en un transformador.

Durante una ultima etapa se buco la relación existente entre el voltaje primario y secundario. Para lo cual este ultimo se fue alterando mediante la fuente de corriente alterna. Se obtuvieron 10 mediciones tabuladas en la tabla 3 (ver apéndice 3), a partir de lo anterior se obtuvo el siguiente grafico.
Relación voltaje primario ysecundarioGrafico 3: Representa una relación lineal entre el voltaje primario y secundario.

Análisis y discusión:

Antes de comenzar con el análisis por etapas, es importante señalar por que motivo se utiliza corriente alterna y no continua. Esto ocurre ya que la ley de Faraday plantea.
ε = -ΔΦΔt



Ecuación teórica 1: El potencial en la espira conductora es proporcional a la rapidez decambio del flujo magnético.

Como el área del solenoide se mantiene constante, al igual que el campo generado por la fuente. La única forma que el campo ejerza una variación es utilizando corriente alterna que altera el sentido del campo a razón de 50 veces por segundo.

Durante las dos primeras etapas de esta experiencia se utilizara la siguiente ecuación teórica.
ε = NBAωEcuación teórica 2: Ecuación que representa la tendencia lineal entre voltaje inducido y campo. Donde N corresponde al número de espiras, B al campo inducido, A al área transversal del solenoide, y ω velocidad angular.
1. Voltaje inducido por un campo generado por una fuente sinusoidal tangencial.

Respecto a esta primera etapa se obtuvo la siguiente ecuación experimental.
ε = 26,833B -0,0009

Ecuación experimental 1: Ecuación extraída a partir del grafico 1, donde se obtiene una relación lineal respecto al campo.

A partir de la ecuación teórica 1, queda en manifiesto que el valor de la pendiente del grafico debiese tener un valor cercano a NAω. En términos teóricos este valor es corresponde a 161,955 (Ver datos del apéndice 4). Debido a lo anterior seobtiene un primer error experimental.
E%=503,568%

Error 1: Error atribuido a la pendiente de la grafica 1.

Este error tan elevado tiene directa relación al tipo de sonda utilizado, al ser una sonda tangencial, se mide el campo inducido fuera del solenoide, como fue comprobado en la experiencia nº4 esta no es una buena aproximación, ya que en los extremos de una...