Laboratorio Laboratorio de Electricidad y Magnetismo: Magnetismo: Física III
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TEMA:
ELECTROMAGNETISMO E INDUCCIÓN MAGNÉTICA PROFESOR: JORGE AGÜERO ANDRADE CURSO: LABORATORIO
DE FÍSICA III
INTEGRANTES: MOGOLLÓN ULLOA, JHONATAN ALEXANDER 1413014 ESPINO!A ACOSTA, ERIC ALBERTO 1413003" PARIONA TENORIO, GABRIEL MASI#O 141301"
$01
Electromagnetismo
Experiencia N° 8
ELECTROMAGNETISMO E INDUCCIÓN MAGNÉTICA Experiencia N° 8 Electromagnetismo 1. Experimento: Campo magnético de un conductor 1 Con una brújula se verificará el campo magnético de un conductor por el que circula corriente. Monte el siguiente arreglo experimental: Aleje el imán por lo menos 5 cm de la brújula. Anote la posici!n de la aguja magnética" la cual se ve determinada básicamente por el campo magnético terrestre. #n la animaci!n" pulse el bot!n $%#&' ( complete la última conexi!n como se indica. )e este modo" por el conductor circulará una corriente de aprox. * A. ¿Cómo se comporta la aguja imantada cuando se cierra el circuito eléctrico? +a aguja se mueve ,acia la direcci!n aproximada de las l-neas de campo concéntricas al conductor variando unos *5 grados según lo observado en la experiencia. ¿Qué sucede cuando la aguja de la r!jula no se coloca deajo sino por encima del cale por el "ue circula la corriente? +a aguja se desplaa claramente ,acia la otra dirección.
#. Experimento: Campo magnético de un conductor # $e averiguará si es ma(or el campo magnético de un bucle conductor o el de un conductor si por ambos circula corriente. Además" se analiará si la polaridad de la corriente ejerce alguna influencia. Modifique el arreglo anterior como se muestra a continuaci!n: /ugue la intensidad del campo magnético en el interior de un bucle conductor" comparada con la intensidad del campo en un conductor" si por ambos circula la corriente:
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Experiencia N° 8
&ara un voltaje de 5 volts ( a una distancia de 5mm. $e observa que: a$ #n el caso del bucle conductor la deflexi!n de la aguja: Con un número de espiras de 0 se observa que ,a( una deflexi!n en la aguja de ' grados" siendo as- más fuerte la intensidad de campo magnético. $ #l campo magnético del conductor sin bucle es: $e observa que ,a( una deflexi!n en la aguja de 5 grados" siendo as- menos la intensidad de campo magnético.
¿Qué e%ecto ejerce este camio sore el campo magnético? #l campo magnético al interior del bucle conductor cambia de polaridad en un sentido ,orario.
&. Campo magnético de una oina #n muc,os equipos eléctricos ( electr!nicos se utilian componentes que constan de conductores eléctricos arrollados. #stos arrollamientos se conocen como bobinas. Como todo conductor por el circula la corriente" las bobinas con corriente también presentan un campo magnético:
'. (eri%icación del campo magnético de una oina Con una brújula se analiará una bobina mientras por ella circula una corriente al igual que cuando no se aplica ninguna corriente. #n este caso" se determinarán ciertas propiedades magnéticas ( la forma de las l-neas de campo. ¿Qué se puede a%irmar acerca de la orientación de la aguja de la r!jula cuando se la coloca en di%erentes posiciones alrededor de la oina sin corriente? &ues no var-a (a que la aguja magnética mantiene la direcci!n de norte a sur. ¿Qué se puede a%irmar acerca de la orientación de la aguja de la r!jula cuando se la coloca en di%erentes posiciones alrededor de la oina por la "ue circula corriente? $e puede afirmar que la aguja cambia de orientaci!n cada ve que se la coloca en una nueva posici!n sobre la bobina.
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Experiencia N° 8
1bserve el comportamiento de la aguja de la brújula en diferentes posiciones con respecto a la bobina por la que circula corriente. &or favor" ordene las siguientes afirmaciones: )$ ¿*a aguja de la r!jula se orienta? +a aguja de la brújula si se orienta en sentido paralelo a las l-neas. +$ ¿*as l,neas de campo descrien un arco? +as l-neas de campo describen un arco del polo norte al polo sur de la bobina.
-. E%ecto del N!cleo de ierro Con una brújula se analiará una bobina con núcleo de ,ierro" por la que circula corriente. $e compararán las propiedades magnéticas de la bobina con ( sin núcleo de ,ierro.
¿Qué puede a%irmar acerca del comportamiento de la r!jula %rente a una oina con n!cleo de /ierro si se reali0a una comparación con lo "ue sucede cuando el n!cleo se encuentra ausente? •
+a aguja se desv-a más fuertemente" pues el campo magnético se refuera con el núcleo de ,ierro ( las l-neas de campos salen por los polos.
•
2ue la aguja de la brújula siempre va apuntando en la direcci!n del campo total el cual es direccionado por el núcleo de ,ierro.
E%ecto dinmico magnético $e verificará si una fuera actúa sobre un imán que se introduce en una bobina. 2ntrodu0ca 3 sa"ue repetidamente el imn del de4anado de la oina con corriente. ¿Qué se siente? •
•
)ependiendo de la polaridad del imán permanente" éste es empujado al interior de la bobina o expelido del mismo. $e siente la presencia de fueras.
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istéresis #n los materiales ferromagnéticos no existe una relaci!n lineal entre la densidad de flujo magnético 3 ( la intensidad del campo magnético 4. #n la animaci!n" se muestra la curva de magnetiaci!n.
$i la intensidad de campo 4 actúa sobre un material ferromagnético" la primera ve" éste se comporta de una manera distinta que durante magnetiaciones posteriores. 5ulse el otón 1 3 podr oser4ar la nue4a cur4a de magneti0ación: •
+a intensidad de campo ( la densidad de flujo empiean en cero.
•
+a densidad de flujo 3 crece en una nueva curva.
•
$i la intensidad de campo 4 asciende" se produce una saturaci!n de la densidad magnética 3.
5ulse el otón # para oser4ar lo "ue ocurre si la intensidad de campo disminu3e: •
•
)espués de que la intensidad de campo 4 disminu(e a cero" sigue presente un magnetismo residual remanencia6. #l material ferromagnético es a,ora un imán permanente.
5ulse el otón & para oser4ar la manera en "ue la densidad de %lujo + puede llegar a cero: •
&ara ,acer desaparecer la densidad de flujo 3" se necesita la presencia del campo coercitivo 4 789 de sentido inverso.
5ulse el otón ' para oser4ar el ucle completo de /istéresis: •
•
+a oscilaci!n de la intensidad de campo 4 conduce a una siempre nueva magnetiaci!n del material ferromagnético. a no se llega a la nueva curva. #n lugar de ello" el flujo 3 permanece en el bucle de ,istéresis.
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6. Experimento de 7emanencia $e someterá un núcleo de ,ierro a la influencia de un campo magnético (" a continuaci!n" se verificará su campo magnético residual. +uego se repetirá el experimento con la polaridad invertida. )$ ¿Conser4a el n!cleo de /ierro propiedades magnéticas después de "ue el campo /a actuado sore él? #l núcleo de ,ierro desv-a ostensiblemente la aguja imantada; por tanto" posee un campo magnético. +$ ¿Cul polo "ueda en el extremo marcado con el punto rojo? #l polo sur" se cambio de polaridad puesto que el extremo aul de la aguja de la brújula se ve atra-do. C$ ¿Cul polo "ueda a/ora en el extremo marcado con el punto rojo? #l polo norte" volvi! a la polaridad inicial puesto que el extremo plateado de la aguja de la brújula se ve atra-do.
. Experimento 1 de 2nducción #n una bobina sin núcleo se generará una tensi!n con el movimiento de un imán permanente. )ic,a tensi!n se medirá con un volt-metro. Conecte la bobina a un volt-metro.
¿Qué se puede 4olt,metro?
oser4ar
en
el
•
#l volt-metro indica tanto tensi!n positiva" como negativa" según el sentido del movimiento
•
Cuanto más rápido sea el movimiento" ma(or será la amplitud de la tensi!n
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8. Experimento # de 2nducción $e variará el campo magnético sin realiar ningún movimiento" encendiendo ( apagando la corriente en una =bobina de campo=. $e observará la tensi!n inducida en una segunda bobina ( se medirá esta tensi!n con un volt-metro.
)os bobinas se encuentran arrolladas alrededor del núcleo de ,ierro. +a bobina * está conectada al volt-metro. #n la bobina ' se conecta ( desconecta una corriente. ¿Qué se puede oser4ar en el 4olt,metro? #l volt-metro indica un aumento en el voltaje cuando ese esta desconectado ( disminu(e cuando está conectado.
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9;E7ENC2)9 < C=NC*92=NE9 +uego de ,aber desarrollado la presente experiencia" llegamos a las siguientes conclusiones:
>n cable conductor por donde circule corriente eléctrica produce un campo magnético.
+as l-neas de campo magnético generadas por el conductor son concéntricas al cable conductor.
>na bobina por donde circula corriente eléctrica se comporta como un imán" en el cual podemos identificar un polo norte ( sur ( además l-neas de campo magnético que salen del polo sur ( entran al polo norte.
4emos observado el comportamiento de los imanes temporales tal es el caso del ,ierro6 que se comportan como tales solo cuando reciben la influencia de otro campo magnético.
+a le( de inducci!n nos dice que se puede generar corriente eléctrica a ra- de un campo magnético.
$e observ! en los experimentos que la corriente eléctrica puede generar a través de un campo magnético variable.
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