Ley De Faraday Lenz

Ley de Faraday-Lenz

Introducción
El objetivo de este trabajo práctico es estudiar el movimiento de un imán de tierras raras cuando cae por el interior de dos tubos cilíndricos de iguales dimensiones pero de distintos materiales (plástico y aluminio) y en función de lo observado, establecer si hay una influencia de dicho  material en el movimiento del imán.
Además  estudiaremos si elmovimiento del imán puede relacionarse de alguna manera con la ley de Faraday-Lenz. Esta ley establece que la fuerza electromotriz inducida en una bobina es directamente proporcional a la rapidez de la variación del flujo magnético por unidad de tiempo en una superficie. La ley se expresa de la siguiente manera:
Fem = -N Δφ/Δt

Fem es la fuerza electromotriz inducida, N el número de espiras que estamosconsiderando, ∆t a la variación del tiempo y ∆ф a la variación del flujo magnético. El flujo magnético es el producto entre el campo magnético y el área de éste, siendo:

B es el vector inducción y S es el área (superficie).
Utilizando esta ley, se puede comprender que en el centro de la espira, el flujo magnético es igual a cero, debido a que el ángulo vale 90º, entonces el coseno es 0. Estoresulta en una fem inducida de valor cero.
Procedimiento experimental
Para estudiar el comportamiento del imán al caer por el interior de un tubo cilíndrico y establecer la influencia del material del tubo en dicho movimiento, utilizamos un dispositivo experimental particular. El mismo constaba de dos tubos por donde caería el imán, uno conductor-aluminio- y otro no conductor-plástico, ambosde igual longitud. Los tubos están abobinados de forma idéntica, ubicando diez bobinas separadas por 10 cm entre sí. Las bobinas están conectadas en serie. Además en la base del tubo se encuentran los bornes de conexión que permiten conectar el bobinado a la interfaz (que medirá la ddp en función del tiempo), y una bolsa de tela que retiene al imán al salir del tubo, evitando que se golpeecontra el piso y se rompa.
Para realizar las mediciones de voltaje y tiempo, utilizamos la interfaz que permite medir la ddp en las bobinas en función del tiempo, la cual está conectada a una computadora. Ésta, mediante el programa “Data Studio” interpretaba los datos de la interfaz t realizaba los gráficos de voltaje en función del tiempo; y mediante el programa “Graph” trazaba gráficos de laposición del imán en función del tiempo.
Realizamos las mediciones de posición con cinta métrica, utilizando como punto de partida el medio de la primera bobina, y midiendo la distancia desde allí hasta el medio de cada una de las diez bobina. Utilizamos el medio de la bobina como punto de partida y referencia debido a que en este lugar la ddp es cero, por lo tanto podemos determinar que cuando enel grafico la ddp=0, el imán se encontraba en el medio de la bobina.
Sabemos que la ddp es cero cuando el imán se encuentra justo en medio de la bobina, ya que el ángulo en cuestión es 90º (Φ = B x S x cos α).
La experiencia consistió en dejar caer el imán por el interior del tubo. El tubo fue colocado verticalmente (para disminuir el efecto del rozamiento contra las paredes durante lacaída) intentado que este no oscile, ya que el movimiento podría golpear al imán contra las paredes del tubo. El imán siempre fue soltado desde la misma posición y respetando el polo que enfrenta al primer bobinado (para ello el imán tiene sus polos diferenciados). Cabe destacar en qué momento comenzamos y finalizamos las mediciones. Comenzamos a tomar el tiempo cuando el imán atravesaba la primerabobina y deteníamos el programa (stop) una vez que el imán hubiese caído en la bolsa de tela. Realizamos la experiencia dos veces, primero utilizando el tubo de plástico, y luego el de aluminio. A partir de los valores de la diferencia de potencial registrados por el programa obtuvimos dos gráficos.
Una vez realizadas las mediciones y los gráficos correspondientes buscamos determinar el momento...