Fisica 120

* Resultados
En la experiencia 5, se estudiará la Ley de Faraday. Esta ley postula que la “magnitud de la fem inducida en un circuito es igual a la tasa de cambio en el tiempo del flujo magnético a través del circuito”
εind=-Ndϕbdt
El signo negativo indica que la fem inducida se opone al cambio de flujo que la produce.
El campo magnético varía con una rapidez angular igual a ω y la feminstantánea inducida en las espiras es:
εins=BANωsen(ωt)
Mientas que la fem máxima está dada por:
εmax=BANω
Al aplicar una corriente alterna a través de la bobina primaria de un transformador, las líneas de flujo magnético se mueven de un lado a otro a través del núcleo de hierro, induciendo una corriente alterna en la bobina secundaria.
Para un transformador se tiene entonces que el flujo através de cada espira es el mismo:
dϕBdtprimario=dϕBdtsecundario

Entonces la relación entre las tensiones y el número de espiras está dado por:
VpNp=VsNs
Para el caso de esta experiencia se realizarán tres experimentos, los cuales son:
1. Fem inducida en función del campo inducido por una fuente sinusoidal usando una sonda tangencial.
2. Fem inducida en función del campo inducido por unafuente sinusoidal usando una sonda longitudinal.
3. Relación de voltajes en un transformador.
Para realizar los experimentos 1 y 2 mencionados recientemente, se utilizará la relación entre campo magnético y voltaje:
50mT=5V
Experimento 1.
Fem inducida en función del campo inducido por una fuente sinusoidal usando una sonda tangencial.
El alumno estudiará la relación entre el campomagnético inducido (B) por una fuente sinusoidal y la fem inducida por este campo.
Se utilizará una sonda de medición de campo del tipo tangencial la cual deber ser posicionada justo en el centro de las bobinas.

Figura 1. Circuito esquemático para la medición de fem inducida en función del campo magnético
Se variará el campo magnético variando la amplitud de la señal producida por la fuente sinusoidalcon una frecuencia constante de 50 [Hz]. Los datos obtenidos pueden apreciarse en la siguiente tabla:
Tabla1.
fem inducida | B |
0,06400 | 0,002060 |
0,1200 | 0,003930 |
0,1540 | 0,004990 |
0,2060 | 0,006640 |
0,2610 | 0,008400 |
0,3140 | 0,01001 |
0,3890 | 0,01239 |
0,430 | 0,01372 |
0,4910 | 0,01558 |
0,5970 | 0,01877 |
Tabla1. Fem inducida en función del campomagnético por una fuente sinusoidal utilizando una sonda tangencial
Estos datos son llevados a un gráfico para comparar los datos obtenidos

Gráfico 1

Gráfico 1: Las variables presentan una relación lineal, por lo que al aumentar el campo magnético, aumentará la fem inducida de forma proporcional.

A partir del gráfico 1, se obtienen los siguientes resultados
* Fórmula empíricaεind=31,87B-0,004900
* Coeficiente de correlación
R=0,9999
En este experimento se calculará el error de la pendiente del gráfico, el coeficiente de correlación (R) y el coeficiente de posición.
Tabla2.
error | V. teórico | V. experimental |
Pendiente |   |   |
254,6 | 113,0 | 31,87 |
R |   |   |
0,01000 | 1,000 | 0,9999 |
posición |   |   |
0,004900 | 0,000 | 0,004900 |
Tabla2. Erroresexperimentales del experimento 1

Experimento 2.
Fem inducida en función del campo inducido por una fuente sinusoidal usando una sonda longitudinal.
El alumno estudiará la relación entre el campo inducido (B) a través de una fuente sinusoidal y la fem inducida por este campo, se utilizará una sonda de medición de campo del tipo longitudinal, esta debe ser posicionada al centro de la bobina de400 vueltas.

Figura 2. Circuito esquemático para la medición de fem inducida en función del campo magnético
Se variará el campo variando la amplitud de la señal producida por la fuente sinusoidal, con una frecuencia constante de 50 [Hz]. Los datos recopilados por los alumnos son llevados a una tabla, mostrada a continuación:
Tabla 3
fem inducida | B |
0,1720 | 0,001150 |
0,2490 |...