LEY DE FARADAY F

FÍSICA II
Trabajos Prácticos de Laboratorio 

LEY DE FARADAY - FUERZA ELECTROMOTRIZ
Objetivos del trabajo:
¾
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Verificar la Ley de Faraday.
Generar una fuerza electromotriz de corriente alterna.
Generar una fuerza electromotriz de corriente continua.
Realizar mediciones y tabular los valores registrados.
Visualizar la variación de las fuerzas electromotrices en el osciloscopio.

Materialesa utilizar:
1. Un generador experimental constituido por: a) un núcleo de campo de
acero macizo en forma de U con dos polos; b) una bobina de campo de
3.600 vueltas y 150 Ω; c) un rotor de inducido con dos polos salientes
laminados de acero silicio y dos arrollamientos; d) dos anillos rozantes
conectados a los arrollamientos para colectar corriente alterna; e) un
conmutador de dos delgasconectadas a los arrollamientos para
colectar corriente continua.
2. Una fuente de alimentación de corriente continua variable de 0 a 25 V.
3. Un motor impulsor de corriente alterna con colector (6.000 rpm, 50 W
y Umáx = 220 V), provisto de caja de conexiones con interruptor.
4. Un reóstato de 0 a 320 Ω e Imáx = 1,5 A.
5. Una correa para impulsar el generador.
6. Un voltímetro de corriente alterna de 0 a50 V.
7. Dos voltímetros de corriente continua de 0 a 50 V.
8. Un osciloscopio.

Fundamentos teóricos:
La ley de Faraday establece que “la f.e.m. inducida en un circuito es
numéricamente igual a la derivada respecto al tiempo, cambiada de signo,
del flujo que lo atraviesa”:

 

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Ing. Sandra Silvester e Ing. Raúl Villoria

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Esta ley es aplicablea cualquier
circuito a través del cual se produce
una variación de flujo por un medio
cualquiera, aunque no haya movimiento de ninguna parte del circuito,
como es el caso de la figura 1.

(a) 
(b)

Fuerza electromotriz inducida
en un cuadro de rotación:

AL VARIAR LA CORRIENTE DEL CIRCUITO

(a), VARÍA EL FLUJO MAGNÉTICO QUE
ATRAVIESA EL CIRCUITO (b).
Figura 1

El fundamento de la forma actual deun generador de corriente alterna o
alternador, se observa en la figura 2.
Un cuadro rectangular de N espiras
y superficie A = n x m, gira alrededor

O 
n
m

S

B 

S
O 

FUNDAMENTO DE LA DÍNAMO 
Figura 2

de un eje OO que es perpendicular a un campo magnético uniforme cuya
densidad de flujo es B. Los terminales del cuadro están conectados a anillos
rozantes S-S, concéntricos con el eje del cuadroy que pueden girar con él,
pero aislados entre sí. Escobillas apoyadas contra estos anillos conectan el
cuadro al circuito exterior. El cuadro está devanado sobre un rotor cilíndrico
de hierro silicio laminado, llamándose inducido al conjunto cuadro-cilindro.
El instante en que el plano de la bobina forma un ángulo α con la normal al
campo, como se observa en la figura 3, el flujo que atraviesa elcuadro es:

α
     2 

Ing. Sandra Silvester e Ing. Raúl Villoria

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α

α

α

Sabemos que:

ω.m/2

ω = dα/dt

B 

O 

⇒ velocidad angular

Para N espiras:

ω.m/2

α 
Figura 3

α = ωt = 2πf t

ε=

GRÁFICA DE LA FEM  ALTERNA 
 INDUCIDA  EN EL CUADRO 
ε 
 DE LA  FIGURA 2 
εmáx 

εmáx =

NABω

ε = εmáx

t 

εmáx 

N A B ω sen ωt

a

sen ωt 

Esta ecuaciónse ha representado
gráficamente en la figura 4.

Figura 4

Generador de corriente continua:
Puede obtenerse f.e.m. de un solo sentido conectando cada terminal del
cuadro a la mitad de un anillo partido llamado colector o conmutador, tal
como se representa en la figura 5.

O 

C 

B 

O 

ANILLO COLECTOR PARTIDO PARA 
OBTENER FEM DE UN SOLO SENTIDO 
Figura 5

     3 

Ing. Sandra Silvester e Ing.Raúl Villoria

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En el instante en que se invierte en el cuadro la f.e.m., se intercambian las
conexiones al circuito exterior. De esta manera, la f.e.m. entre los terminales, aunque pulsante, tiene siempre el mismo sentido.
En la práctica, se obtiene una f.e.m.
ε 
más uniforme disponiendo un gran
número de cuadros (uniformemente
espaciados y con N...