Electricidad Practica Unitec

Universidad Tecnológica de México
Materia: Electricidad y magnetismo

Área: Ingeniería

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Práctica No. 5 Inducción electromagnética

Fecha de elaboración:__________ Fecha de revisión:_____________ Responsable:__________________

Indicadores • Identifica en ejemplos las características de la ley de Faraday y la ley de Lenz. • Calcula la diferencia de potencialinducida en un conductor. • Identifica en ejemplos las características de un inductor, la inductancia propia e inductancia mutua. • Investiga los experimentos de Faraday y de Lenz. • Obtén una conclusión de los experimentos desarrollados con relación a la inducción electromagnética. • Elabora un reporte del desarrollo de los experimentos y los resultados obtenidos.

Normas de seguridad • Evitaportar objetos metálicos tales como relojes o pulseras.

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Electricidad y magnetismo

Procedimiento Malab 03

Rev.3

Julio 2007

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Investigación previa
Consulta los siguientes conceptos en la bibliografía recomendada y anéxalos en tu práctica. 1. Flujo magnético. 2. Ley de inducción de Faraday. 3. Ley de Lenz.

Equipo
1Transformador de 12 Volts y 1 Ampere 1 Multímetro digital con sus cables 1 Galvanómetro con escala centrada. Si no existe galvanómetro, sus funciones pueden ser realizadas por el multímetro 1 Osciloscopio. Si no se tiene este aparato, la práctica se puede realizar sin él. 1 Barra magnética. 1 Fuente de voltaje directo (DC). 4 Cables para conexción. 2 Cables caimán-caimán 1 Brújula. 1 Fuente de voltajealterno (AC), que puede ser un transformador que baje el voltaje de 120 volts a 6 volts y 1 amper. 1 Núcleo laminado en forma de U. 1 Resistenca de 10 KΩ y 5 watts de potencia.

Introducción
La Ley de inducción electromagnética 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 larapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera, con el circuito como borde:

C

∫ E ⋅ dl = − ∂t ∫ B ⋅ dA
S

∂

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 manoderecha.

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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 esuna 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 de alambre, la fórmula anterior se transforma en:

Donde e es la fuerza electromotriz inducida y dΦ/dtes la tasa de variación temporal del flujo magnético Φ. La dirección de la fuerza electromotriz (el signo negativo en la fórmula) se debe a la ley de Lenz.

Desarrollo
Actividad 1 Ley de inducción de Faraday I. Conecta la bobina de 400 vueltas al galvanómetro (o multímetro) y al osciloscopio, tal como se muestra en la figura 1. En caso de no haber osciloscopio, conecta sólo los restanteselementos como se indica en la figura 2. II. Si usas el amperímetro como detector en vez del galvanómetro, colócalo en la escala de medición de corriente de DC más pequeña. III. Bajo esas condiciones sujeta el imán con la mano y colócalo en reposo dentro de la bobina, procurando no moverlo mientras realizas la observación. Simultáneamente observa en el medidor si se produce alguna corriente eléctrica...