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ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO PARA INGENIERIA
EXPERIENCIA: Nº7
“Fenómenos electromagnéticos”


INTRODUCCIÓN:

La idea de que campos eléctricos producen campos magnéticos indujo a pensar en lo contrario, es decir, campos magnéticos generando campos eléctricos. Es Faraday quien en 1840 observa efectos eléctricos a partir de un campo magnético cuando algo está variando, fenómeno conocido comofuerza electromotriz inducida o fem. Esta última es originada por un flujo magnético variable en el tiempo. Así es como se formaliza la Ley de Faraday y Lenz: “la fem inducida por variaciones de flujo magnético tiene un sentido que se opone siempre a la causa que lo produce”, matemáticamente:

Teóricamente, se puede obtener el flujo magnético con la fem inducida

Nuestros objetivos en estaexperiencia serán explorar el comportamiento de un campo magnético y observar la inducción electromagnética en una bobina.

METODO EXPERIMENTAL:

1. Materiales y montaje:
-Sensor de campo magnético.
-Sensor rotacional y adaptador lineal.
-cámara de 0 Gauss.
-Inductor Wand.
-Magneto de apertura variable.
-Solenoide.
-Bobina de 5000 espiras.
-Tester.
-Papel milimetrado.
-PC,interface.





2. Procedimiento experimental.
a) Campo magnético en el interior de una bobina:
Conectamos la bobina de 5000 espiras en serie con un amperímetro y una fuente continua de voltaje variablecon un potenciómetro en paralelo. Luego ubicamos el sensor de campo magnético fijo en el interior y sobre el eje de la bobina.
Finalmente activamos en el PC el modo gráfico “campo magnético –corriente”, construimos una tabla I(mA) | B(gauss)y el gráfico correspondiente para obtener la relación B=B(I).

b) Campo generado por una bobina:
Alimentamos la bobina con una fuente continua de voltaje fijo de 7(V), y corriente de 28,7(mA). Luego instalamos el sensor de campo magnético en el extremo norte de la barra de deslizamiento, de modo que se desplace a lo largo del eje de la bobina.Aplicamos la camara de 0 gauss al sensor de campo magnético, con éste fuera del solenoide. Elejimos el modo axial del sensor, para luego activar en el PC el modo gráfico “campo magnético – distancia”.
Finalmente hacemos un mapeo del campo magnético generado por la bobina e interpretamos su grafica.

c) Inducción magnética:
Ubicamos el inductor Wand (péndulo magnético) de modo que oscile desde elexterior hacia el interior del magneto variable.
Activamos el PC en el modo “Voltaje – tiempo”, y registramos gráficamente el voltaje inducido en la bobina.
Determinamos el flujo magnético enlazado por la bobina, teniendo presente la ley de Faraday.
Realizamos este procedimiento para una separación de 0,02m, de 0,045 y otra para una separación de 0,063m.


RESULTADOS:

a) Campo magnéticoen el interior de una bobina:
Tabla y gráfico “corriente - campo magnético”, aplicado ajuste lineal.

Relación:



b) Campo magnético generado por una bobina:
Tabla y gráfico “posición – campo magnético”, aplicado ajuste exponencial inverso.









Relación:

c) Inducción magnética:
i) Gráfico “voltaje – tiempo”, aplicado ajuste sinodal. Para una separación de 0,02m.Relación:

Si integramos obtendremos el área bajo la curva que como podemos ver, corresponde al flujo magnético. Luego si integramos de nos queda:

Y como es simétrico el flujo de campo magnético será .


ii) Gráfico “voltaje – tiempo”, aplicado ajuste sinodal. Para una separación de 0,045m.











Relación:

Si integramos obtendremos el área bajo la curva quecomo podemos ver, corresponde al flujo magnético. Luego si integramos de nos queda:

Y como es simétrico el flujo de campo magnético será


iii) Gráfico “voltaje – tiempo”, aplicado ajuste sinodal. Para una separación de 0,063m.











Relación:

Si integramos obtendremos el área bajo la curva que como podemos ver, corresponde al flujo magnético. Luego si integramos de...