Induccion Electromagnatica

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA





UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO
PAMPLONA NORTE DE SANTANDER
5-oct-10

OBJETIVOS

1. Estudiar y comprobar los principios de la inducción electromagnética descritos por la ley de inducción de Faraday y la ley de Lenz.
2 Aplicar los conceptos involucrados en la ley de Faraday y la ley de Lenz al transformador.

Equipo requeridoEquipo requerido | Cantidad | Observaciones |
Galvanómetro de cuadro móvil con cero en el centro de la escala. | 1 | |
Bobinas cilíndricas | 2 | |
Barras magnéticas | 2 | |
Fuente de CC | 1 | |
Transformador de bobinas desmontables y bobinas | 1 | |
Auto transformador variable | 1 | |
Multimetros de C.A | 2 | |
Cables para conexión | Varios | |MARCO TEORICO
LEY DE INDUCCIÓN DE FARADAY
La Ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente Ley de Faraday) se basa en los experimentos que Michael Faraday realizó en 1831 y establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito comoborde:

donde es el campo eléctrico, es el elemento infinitesimal del contorno C, es la densidad de campo magnético y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de están dadas por la regla de la mano derecha.
La permutación de la integral de superficie y la derivada temporal se puede hacer siempre y cuando la superficie de integración no cambie con el tiempo.Por medio del teorema de Stokes puede obtenerse una forma diferencial de esta ley:

Ésta es una de las ecuaciones de Maxwell, las cuales conforman las ecuaciones fundamentales del electromagnetismo. La ley de Faraday, junto con las otras leyes del electromagnetismo, fue incorporada en las ecuaciones de Maxwell, unificando así al electromagnetismo.
En el caso de un inductor con N vueltas dealambre, la fórmula anterior se transforma en:
Vε
Donde Vε es el voltaje inducido y dΦ/dt es la tasa de variación temporal del flujo magnético Φ. La dirección voltaje inducido (el signo negativo en la fórmula) se debe a la ley de Lenz.

LEY DE LENZ
La Ley de Lenz nos dice que los voltajes inducidos serán de un sentido tal, que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo. Estaley es una consecuencia del principio de conservación de la energía.
La polaridad de un voltaje inducido es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo campo magnético se opone siempre a las variaciones del campo existente producido por la corriente original.
El flujo de un campo magnético uniforme a través de un circuito plano viene dado por:

donde:
* Φ = Flujo magnético. La unidad enel SI es el weber (Wb).
* B = Inducción magnética. La unidad en el SI es el tesla (T).
* S = Superficie del conductor.
* α = Ángulo que forman el conductor y la dirección del campo.
Si el conductor está en movimiento el valor del flujo será:

En este caso la Ley de Faraday afirma que el Vε inducido en cada instante tiene por valor:
Vε
El valor negativo de la expresión anteriorindica que el Vε se opone a la variación del flujo que la produce. Este signo corresponde a la ley de Lenz.
Esta ley se llama así en honor del físico germano-báltico Heinrich Lenz, quien la formuló en el año 1834.

FEM INDUCIDA
La fuerza electromotriz (FEM) (Representado con el símbolo griego) es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto ode producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Es una característica de cada generador eléctrico. Con carácter general puede explicarse por la existencia de un campo electromotor cuya circulación,, define la fuerza electromotriz del generador.
Se define como el trabajo que el generador realiza para pasar por su interior la unidad de carga positiva del polo negativo al positivo,...