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INFORME DE LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO N°6
LEY DE INDUCCION DE FARADAY
PRESENTADO POR:
ALVARO JAVIER RIVERA MARTINEZ
LIC. JUAN PACHECO FERNANDEZ
UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR
FACULTAD DE INGENIERIAS Y TECNOLOGICAS
VALLEDUPAR – CESAR
2015
INTRODUCCION
La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una
fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo
magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético
estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una
corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quién lo
expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la
variación del flujo magnético (Ley de Faraday).
Por otra parte, Heinrich Lenz comprobó que la corriente debida a la f.e.m. inducida
se opone al cambio de flujo magnético, de forma tal que la corriente tiende a
mantener el flujo. Esto es válido tanto para el caso en que la intensidad del flujo
varíe, o que el cuerpo conductor se mueva respecto de él.
El movimiento de un conductor de longitud L situado en un campo magnético B,
hace que sobre cada electrón del conductor actúe una fuerza magnética. Dicha
fuerza hace que los electrones se desplacen hacia un extremo (dependiendo de la
dirección del campo) en donde se acumulan. Como resultado de este movimiento,
se obtiene una distribución de cargas que genera un campo eléctrico dirigido a lo
largo del conductor.
El movimiento de los electrones continúa hasta que la fuerza magnética se
equilibra con la fuerza eléctrica cuando el conductor se desliza sobre otro
conductor estacionario, cuya forma es tal que constituyen una trayectoria cerrada.
Es así como dentro de los conductores se establece una corriente eléctrica i,
llamada corriente eléctrica inducida, cuya dirección en sentido convencional es
anti horario.
Como consecuencia de esta corriente, el exceso de cargas en el extremo del
conductor se reduce, y el campo eléctrico se debilita y las fuerzas magnéticas
producen un nuevo desplazamiento de electrones libres dentro del conductor
móvil, desplazamiento de electrones que origina la circulación de la corriente
eléctrica i ya mencionada. Esta corriente circula mientras se mantiene en
movimiento al conductor.
OBJETIVO GENERAL
Comprobar que al moverse perpendicularmente un conductor en un campo
magnético se obtiene como resultado una corriente inducida.
OBJETIVOS ESPECIFICOS

Con montajes sencillos demostrar la ley de inducción de Faraday y la
validez de la ley de Lenz.


Comprender el significado de la ley de Faraday, así como sus aplicaciones.
Generar fuerza electromotriz utilizando campos magnéticos

Realizar una observación cualitativa de la ley de Faraday, recreando el
experimento realizado por Michael Faraday para formularla.
Verificar la relación de la Fem inducida con frecuencia de la inducción
magnética.

MATERIALES

1 Multímetro UT33C.

1 Fuente de voltaje DL1003.

4 Cables de conexión de 70 cm aproximadamente.

2 Imanes rectangulares de 7,5cm.

2 Imanes con forma de aro.

1 Bobina #740-20 de 1000 espiras.

5 Alfileres de 2cm aproximadamente.

1 Núcleo férrico de 7cm aproximadamente.

15 Grapas pequeñas para papel.
MARCO TEORICO
Ley de Faraday
La Ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente Ley de Faraday)
se basa en los experimentos que Michael Faraday realizó en 1831 y establece que
el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez
con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie
cualquiera con el circuito como borde:
Donde
es el campo eléctrico,
es el elemento infinitesimal del contorno C,
es la densidad de campo magnético y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es
C. Las direcciones del contorno C y de
derecha.
están dadas por la regla de la mano
La permutación de la integral de superficie y la derivada temporal se puede hacer
siempre y cuando la superficie de integración no cambie con el tiempo.
Ley de Lenz
La ley de Lenz para el campo electromagnético relaciona cambios producidos en
el campo eléctrico en un conductor con la variación de flujo magnético en dicho
conductor, y afirma que las tensiones o voltajes inducidos sobre un conductor y los
campos eléctricos asociados son de un sentido tal que se oponen a la variación
del flujo magnético que las induce. Esta ley se llama así en honor del físico
germano-báltico Heinrich Lenz, quien la formuló en el año 1834. En un contexto
más general que el usado por Lenz, se conoce que dicha ley es una consecuencia
más del principio de conservación de la energía aplicado a la energía del campo
electromagnético.
LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Cuando movemos un imán permanente por el interior de las espiras de una bobina
solenoide (A), formada por espiras de alambre de cobre, se genera de inmediato
una fuerza electromotriz (FEM), es decir, aparece una corriente eléctrica
fluyendo por las espiras de la bobina, producida por la “inducción magnética” del
imán
en
movimiento.
Si al circuito de esa bobina (A) le conectamos una segunda bobina (B) a modo
de carga eléctrica, la corriente al circular por esta otra bobina crea a su alrededor
un “campo electromagnético”, capaz de inducir, a su vez, corriente eléctrica en
una tercera bobina
PROCEDIMIENTO
1.
Realice el montaje indicado en la figura.
2. Mueva lentamente el imán (acercándolo y alejándolo) en dirección
perpendicular a la del campo y describa lo observado en el multímetro.
Se agarró un imán rectangular y se movió hacia las posiciones de arriba a abajo,
pasándolo por el centro de la bobina. En este proceso se realizó la siguiente
observación:
 Cuando el polo norte del imán esta hacia arriba y el polo sur hacia abajo, se
produce una corriente positiva cuando este entra a la bobina y una negativa
cuando sale.

Cuando el polo sur del imán esta hacia arriba y el polo norte hacia abajo, se
produce una corriente positiva cuando este sale de la bobina y una negativa
cuando entra.
3. Coloque más rápido el conductor dentro del campo y observe el multímetro.
Al momento de repetir el procedimiento anterior, pero aumentando la velocidad
con que se introducía y se sacaba el imán, se observó que son los mismos
resultados en cuanto a sentidos de la corriente en cada caso, siendo estos
sentidos indicados por el signo. La única variedad para este proceso es que,
aproximadamente, la máxima corriente producida fue 1000𝜇𝐴.
4. Aumente la intensidad del campo magnético que acerca a la bobina y
explique lo observado en el multímetro.
Cuando aumentamos la intensidad del campo magnético se utilizaron dos imanes
rectangulares simultáneamente. Los sentidos de la corriente inducida
(identificados por el signo mostrado en el multímetro), permanecieron invariantes a
los resultados del inciso 2. La única diferencia observada fue que la corriente
inducida tenía mayor magnitud.
5. Deje el conductor en reposo dentro del campo magnético y observe el
galvanómetro. ¡Explique!
Al dejar el conductor en reposo dentro del campo magnético, no se produjo
ninguna corriente inducida. Esto se evidencia con el hecho de que el multímetro
marcó 0𝜇𝐴
ANÁLISIS Y RESULTADOS
1. Explique por qué se produce corriente eléctrica al mover el conductor de
un campo magnético perpendicular a él.
Debido a que el campo magnético creado por un elemento de conductor, hace
que alrededor de este se creen líneas de fuerzas curvas y cerradas. En este caso
en la bobina circula corriente eléctrica inducida.
2. ¿Por qué cuando la espira esta quieta o se mueve en la dirección del
campo magnético, no se presenta corriente eléctrica inducida?
No se genera una corriente eléctrica inducida porque el flujo es constante por lo
que no varía con el tiempo.
3. ¿Qué sucede al aumentar la velocidad con que se mueve el conductor
en un campo magnético perpendicular a él?
Lo que sucede es que aumenta el campo magnético y al aumentarse este se
aumenta la corriente inducida
4. ¿Qué sucede cuando se aumenta la densidad del campo magnético?
Al aumentar la densidad del campo magnético se genera más corriente y flujo
magnético.
5. Explique el significado físico del signo menos (-) que aparece en el
multímetro.
El signo (-) aparece en el multímetro gracias a la ley de Lenz, porque la fuerza
electromotriz FEM se opone a la variación del flujo que la produce.
6. ¿Qué sucederá si cambiamos la polaridad de la corriente que pasa por la
bobina? ¡Explica!
Lo que sucede cuando la polaridad de la corriente es invertida, es que se invierten
también las líneas de fuerza, dirigiéndose en sentido contrario.
La polaridad de la fem inducida es tal que esta produce una corriente cuyo campo
magnético se opone al cambio que lo produjo.
El campo magnético inducido en el interior actúa para mantener el flujo magnético.
Si cambiamos esta polaridad en la corriente que pasa por la bobina, se va
generar un campo magnético que va a desestabilizar este efecto.
7. Explica la importancia que tuvo la inducción electromagnética en el
desarrollo físico y tecnológico de la humanidad.
El vertiginoso avance que tuvo y que tiene aún el electromagnetismo en el mundo
actual. Se manifiesta de muy diversas maneras en el ámbito social, económico,
político y cultural. Los cuales nos muestran una diversidad de beneficios en virtud
de sus aplicaciones, sin embargo cabe resaltar que estos desarrollos también han
propiciado circunstancias de riesgo para el medio ambiente y para la propia
humanidad.
La inducción electromagnética en el desarrollo físico y tecnológico de la
humanidad se ve de manera particular en el diseño de aparatos y sistemas de
información, medición que utilizan los principios electromagnéticos en la creación
de nuevos materiales, un ejemplo de esto es el desarrollo de la microelectrónica
(Es la aplicación de la ingeniería electrónica a componentes y circuitos de
dimensiones muy pequeñas, para producir dispositivos y equipos electrónicos de
dimensiones reducidas pero altamente funcionales. El teléfono celular, el
microprocesador de la CPU son ejemplos). La importancia que tuvo y que tiene El
desarrollo tecnológico se observa en la simplicidad a la hora de realizar las tareas
diarias (hacer la comida en horno de microondas, comunicarse por medio de
celulares, Internet, etc.) Actualmente los países de primer mundo son aquellos que
toman en serio su desarrollo tecnológico. Para verlo basta con observar las
estadísticas. Estados Unidos y Canadá siempre han tenido un continuo estudio de
sus tecnologías y por ello se han mantenido estables a nivel internacional con el
paso del tiempo, este es un ejemplo claro de porque es importante el desarrollo
tecnológico conseguido mediante la intervención del electromagnetismo para el
correcto funcionamientos de los mismos.
CONCLUSION
Se pudo comprobar no solo de forma teórica sino también práctica la ley de
Faraday. Los elementos magnéticos adquieren propiedades de los imanes al
encontrarse presentes en un campo magnético.
Se comprobó que al incorporar el imán a la bobina esta induce una fuerza
electromotriz, esta permite inducirla con mayor intensidad que si se hiciera sin
ayuda de estos elementos.
Se pudo manifestar cómo un campo magnético puede crearse debido al
movimiento de cargas eléctricas, así mismo y de manera inversa, a través de
sucesivos experimentos se puede demostrar que la acción de un campo
magnético puede originar el movimiento de cargas eléctricas. Con este
descubrimiento, se dio un paso fundamental en el desarrollo de la electricidad al
establecer que el magnetismo produce electricidad a través del movimiento.
BIBLIOGRAFIA

https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faraday

https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Lenz

http://pmtrmagnetismo.blogspot.com.co/2012/05/ley-de-lenz.html

http://nuestrafisica2.blogspot.com.co/2013/06/los-fenomenoselectromagneticos-y-su.html

https://es.wikibooks.org/wiki/F%C3%ADsica/Electromagnetismo/Electrizaci
%C3%B3n_por_inducci%C3%B3n