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Cuestionario
●La inducción electromagnética
es la producción de
corrientes eléctricas por campos magnéticos variables con el
tiempo; A las corrientes eléctricas producidas mediante
campos magnéticos Faraday las llamó corrientes inducidas.
Desde entonces al fenómeno consistentes en generar campos
eléctricos a partir de campos magnéticos variables se
denomina inducción electromagnética.
●El flujo magnético(ФB) es el número de líneas de inducción que
atraviesan normalmente una superficie.
(Si la superficie en cuestión es plana)
(Si la superficie no es plana)
=
ФB = Weber(Wb)
=
●Ley de inducción de Faraday. Un campo magnético variable
induce una fuerza electromotriz en la bobina la cual provoca una
corriente inducida. Un campo magnético variable induce una fem
en un circuito colocado cerca de él proporcional a ala variación
de flujo magnético. Además la fem inducida es directamente
proporcional al número N de vueltas que tiene la bobina:ε α N.
INDUCCIÓN
ELECTROMAGNÉTICA
OBJETIVO GENERAL
El alumno comprenderá el concepto de inducción
electromagnética y comprobará las causas bajo las cuales se
presenta dicho fenómeno.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Comprender y aplicar el concepto de flujo magnético.
Demostrar que puede obtenerse una diferencia de
potencial a partir de un campo magnético y deducir las
condiciones bajo las cuales ocurre esto.
Comprender el concepto de fem inducida.
Deducir la relación que existe entre la diferencia de
potencial inducida de una bobina y el número de espiras
de ésta.
Establecer las leyes de Faraday y de Lenz a partir de los
fenómenos observados.
Explicar la ocurrencia de diversos fenómenos con base
en la aplicación de las leyes del punto anterior.
La ley de Inducción – la ley de Faraday
Para B constante y perpendicular al alambre
Si no es perpendicular
O sea, que hay tres maneras en que puede cambiar Φ
1) Cambio en B.
2) Cambio en el ángulo. (Situaciones de rotación.)
3) Cambio en el area.
La dirección de la corriente inducida – la ley de Lenz
 Hay dos campos magnéticos, Uno del iman y otro de
la espira.
 El B primario es el que aparece en la ley de Faraday.
El B primario (iman) genera un flujo primario en la
espira del alambre .
 La corriente inducida en la espira(secundaria) es en
tal dirección que trata de compensar por el cambio en el
flujo primario.
 O sea, la corriente inducida genera un campo
magnético secundario que también causa un flujo.
El fundamento de la ley de Lenz es la ley de conservación de
energía.
La corriente inducida es en tal sentido que el agente externo (el
que causa el cambio) tiene que hacer trabajo positivo que pasa a
ser la energía disipada en forma de calor por la corriente
inducida.
En este ejemplo, podemos demostrar
que la potencia disipada por la corriente
es exactamente igual a la potencia
hecha por la mano que es el agente
exterior en este caso.
Fíjate que el sentido de la corriente
inducida es tal que el alambre siente
una fuerza magnética hacia la izquierda
lo cuál quiere decir que la mano tiene
que hacer una fuerza hacia la derecha y,
por tanto, un trabajo positivo.
La corriente inducida por el movimiento de un conductor en un campo
magnético tendrá un sentido tal que se oponga al movimiento que originó
dicha corriente. Para obtener una tensión inducida debe realizarse un
trabajo contra esta fuerza que se opone al movimiento.
La Ley de Faraday en Forma Integral – El Campo Eléctrico
Inducido
Un nuevo tipo de E. E inducido.
Es tangencial en vez de radial!!!
Las lineas de campo de este E son cerradas!!!
Actividad 1. Flujo magnético.
Interconecta los elementos como se
muestra en la figura. Aplica un
voltaje
alterno
al
solenoide
mediante el variac, observa lo que
sucede al foco que esta conectado
a la bobina.
Después conecta las terminales del
foco al osciloscopio y graficar la
forma de onda.
dφB
dt
ADVERTENCIA: No conecte el osciloscopio al variac, porque se
daña el equipo. El osciloscopio sólo se conecta ala bobina con foco.
Si tiene dudas consulte a su profesor.
Señal de voltaje
inducido
alterno
tiene amplitud y
frecuencia
Actividad 1. Flujo magnético.
Continuación.
¿Qué le sucede al foco?
¿Cuál es la causa?
¿Existe flujo magnético?
¿Qué pasaría si la bobina con foco la ponemos a un lado
del núcleo?
¿Qué es el flujo concatenado?
¿Existe interconexión entre la bobina y el solenoide?
¿Cuál es la forma de onda que se observa en el
osciloscopio?
¿Cuál es su amplitud?
¿Cuál es su frecuencia?
Actividad 2. Fuerza electromotriz inducida a partir de corrientes
variables (Ley de Faraday y Principio de Lenz).
Realiza
y
analiza
distintos
experimentos en los
que se manifiesten
los
fenómenos
descritos por Faraday
y Lenz.
Primero probar con 50
V y si no gira subir a 70
V y si no gira cambiar
posición de disco
Actividad 3. Flujo magnético
constante.
Mover la bobina con
foco perpendicular
al campo magnético
Aplicar 3 Amperes de una fuente de directa al
solenoide. ¿Hay campo magnético?. Usa la
brújula para verificarlo. Introduce la bobina con
foco en el núcleo. ¿Hay inducción?. Justifica tu
respuesta.
I=3A
Actividad 4. Fuerza electromotriz inducida a
partir del movimiento.
Corriente inducida
-50
Disminuye
N
FEM
INDUCI
DA
0 50
N
Aumenta
S
S
MICROAMPERIMETRO
Conecta la bobina al amperímetro. Acerca
y aleja el polo norte del imán de herradura.
¿Hay corriente inducida?.
Si se acerca el polo norte del imán ¿Es
positiva o negativa la corriente? Investiga
el sentido de enrollamiento y aplicar la ley
de Lenz.
Si se aleja el polo norte del imán ¿Es
positiva o negativa la corriente?