Ley de faraday

TRABAJO PRÁCTICO Nº 2:
Ley de Faraday-Lenz
Introducción:
En este trabajo práctico nos proponemos estudiar el movimiento de un imán que cae en el interior de un tubo de simetría cilíndrica. Veremos si el material del cual está hecho el tubo tiene influencia en dicho movimiento.
Para hacerlo es necesario conocer que entendemos como flujo del vector inducción magnética y los enunciadosde las leyes que aparecen a continuación:
El flujo magnético, representado con la letra griega Φ, es una medida de la cantidad de magnetismo, y se calcula a partir del campo magnético, la superficie sobre la cual actúa y el ángulo de incidencia formado entre las líneas de campo magnético y los diferentes elementos de dicha superficie. La unidad de flujo magnético en el Sistema Internacional deUnidades es el weber y se designa por Wb. La fórmula que se utiliza para calcularlo es:
{draw:frame}
Ley de Faraday: siempre que se produzca una variación de flujo magnético en un circuito, aparecerá sobre él una fuerza electromotriz inducida.
Esta ley queda expresada en la siguiente expresión que luego modificará Lenz:
ϵi =NΔΦΔt
Donde N es una constante que refiere al número devueltas, ΔΦ la variación de la inducción magnética y Δt la variación de tiempo.
Ley de Lenz: El sentido de la corriente o de la fuerza electromotriz inducida es tal que sus efectos electromagnéticos se oponen a la variación del flujo del campo magnético que la produce.
Así, si el flujo del campo magnético a través de una espira aumenta, la corriente eléctrica que en ella se induce crea un campomagnético cuyo flujo a través de la espira es negativo, disminuyendo el aumento original del flujo.
Lo que se traduce en la formula de la siguiente manera:
ϵ=- ΔΦ∆t
También utilizaremos en este trabajo los conocimientos adquiridos en otros años acerca del movimiento rectilíneo uniforme y variado para el análisis del movimiento.
La ecuación de la posición para un móvil que se desplazacon un movimiento rectilíneo y uniforme con una velocidad v es:
x = x0 + v·t
Donde x0 es la posición del móvil en el instante inicial. Por tanto, el móvil recorre espacios iguales en tiempos iguales.
La ecuación de la velocidad de un móvil que se desplaza con un movimiento rectilíneo uniformemente variado con una aceleración a es:
v = v0 + a·t
Donde v0 es la velocidad del móvil en elinstante inicial. Por tanto, la velocidad aumenta cantidades iguales en tiempos iguales.
La ecuación de la posición es:
x = x0 + v0·t + ½·a·t2
Un caso particular de movimiento rectilíneo uniformemente variado es el que adquieren los cuerpos al caer libremente o al ser arrojados hacia la superficie de la Tierra, o al ser lanzados hacia arriba, y las ecuaciones de la velocidad y de laposición son las anteriores, en las que se sustituye la aceleración, a, por la aceleración de la gravedad, g, como es en nuestro caso.
Procedimiento experimental:
{draw:frame} {draw:frame} Nuestro dispositivo experimental consta de un tubo de simetría cilíndrica bobinado, un imán de tierras raras unido a una pesita, un pie, una interfaz y una computadora con un programa que nos permite laadquisición de datos (Figura II).
{draw:custom-shape}
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El tubo, que pende verticalmente de dos hilos sujetos al pie, cuenta con diez bobinas equidistantes distribuidas a lo largo de toda su extensión, conectadas en serie y cuyos bornes de conexión se encuentran en la base de dicho tubo. Sujeta a ésta, se colocó una bolsa de tela para que el imán cayerasobre ella y no impactase contra el piso y se quebrace.
Para medir la diferencia de potencial, inducida en cada una de las bobinas por el paso del imán, se conecta el bobinado por sus bornes de conexión a una interfaz que funciona a modo de voltímetro. Dicha interfaz se haya conectada a una computadora que con el programa configurado apropiadamente, nos permite adquirir las mediciones de fem...