CAMPOS MAGNETICOS
SANTIAGO LOPEZ DURANGO CAROLINA PULIDO RAMIREZ ALEJANDRA RIVERA SALDARRIA S ALDARRIAGA GA SERGIO ALEXANDER RIVERA TORRES MICHAEL STIVE ROJAS ALVAREZ
UNIDAD CENTRAL DEL VALLE DEL CAUCA PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL IV SEMESTRE TULUÁ, VALLE DEL CAUCA 2015
CAMPOS MAGNETICOS
SANTIAGO LOPEZ DURANGO CAROLINA PULIDO RAMIREZ ALEJANDRA RIVERA SALDARRIAGA SERGIO ALEXANDER RIVERA TORRES MICHAEL STIVE ROJAS ALVAREZ
PRÁCTICA DE FÍSICA
PRESENTADO A: JENNY TREJOS GRAIN
UNIDAD CENTRAL DEL VALLE DEL CAUCA PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL IV SEMESTRE TULUÁ, VALLE DEL CAUCA 2015
1 CAMPOS MAGNETICOS
2 O!JETIVOS
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O!JETIVO GENERAL
Estudiar cómo se puede generar campos magnéticos naturalmente y artificialmente a través de corriente eléctrica. 22
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O!JETIVOS ESPECIFICOS
Verificar el fenómeno de atracción y repulsión o tracción entre dos imanes según sean de diferente o igual polaridad. Verificar la imantación de un objeto de hierro por inducción. Observar la orientación de un imán recto al suspenderlo por su punto medio mediante un hilo. Verificar el fenómeno de atracción o de repulsión entre dos imanes según sean de diferente o de igual polaridad. Observar el fenómeno producido al colocar debajo de una lámina de acrílico un imán recto y espolvorear limadura de hierro sobre la lámina. Observar el fenómeno producido al colocar debajo de una lámina acrílica dos imanes rectos enfrentados con diferente polaridad. Observar el fenómeno producido al colocar dos imanes rectos enfrentados con igual polaridad. Observar el fenómeno producido al colocar debajo de una lámina acrílica dos imanes rectos paralelos de igual sentido y espolvorear limadura de hierro. Observar el fenómeno producido al colocar debajo de una lámina acrílica dos imanes rectos paralelos de diferente sentido y espolvorear limadura de hierro. Observar el fenómeno producido al colocar debajo de una lámina acrílica un imán de herradura y espolvorear limadura de hierro. Observar el espectro producido al colocar un imán circular debajo de una lámina acrílica y espolvorear luego limadura de hierro.
" MATERIALES E INSUMOS
!"os imanes rectos. !"os tubitos de ensayo. !# lamina de vidrio. !# juego de imanes circulares. !# fuente de $$. !# interruptor. !# reóstato. !# bobina de %&& espiras. !# barra de acero. !# taco de madera. !# base cónica. !# varilla de '( cm y una de )&cm. ! *n tro+o de hilo. ! *na doble nue+. ! "os probetas. ! ,imadura de hierro. ! *na lámina acrílica.
# MARCO TE$RICO
IMAN
*n imán es un material capa+ de producir un campo magnético e-terior y atraer el hierro también puede atraer al cobalto y al ní/uel0. ,os imanes /ue manifiestan sus propiedades de forma permanente pueden ser naturales como la magnetita 1e)O'0 o artificiales obtenidos a partir de aleaciones de diferentes metales. En un imán la capacidad de atracción es mayor en sus e-tremos o polos. Estos polos se denominan norte y sur debido a /ue tienden a orientarse según los polos geográficos de la 2ierra /ue es un gigantesco imán natural. ,a región del espacio donde se pone de manifiesto la acción de un imán se llama campo magnético. Este campo se representa mediante líneas de fuer+a /ue son unas líneas imaginarias cerradas /ue van del polo norte al polo sur por fuera del imán y en sentido contrario en el interior de éste3 se representa con la letra 4. EL MAGNETISMO
"esde hace tiempo es conocido /ue una corriente eléctrica genera un campo magnético a su alrededor. En el interior de la materia e-isten pe/ue5as corrientes cerradas debidas al movimiento de los electrones /ue contienen los átomos cada una de ellas origina un microscópico imán o dipolo. $uando estos pe/ue5os imanes están orientados en todas direcciones sus efectos se anulan mutuamente y el material no presenta propiedades magnéticas3 en cambio si todos los imanes se alinean actúan como un único imán y en ese caso decimos /ue la sustancia se ha magneti+ado. PERDIDA DE POTENCIA EN UN IMAN
6ara /ue un imán pierda sus propiedades debe llegar a la llamada 7temperatura de $urie7 /ue es diferente para cada composición. 6or ejemplo para un imán cerámico es de '(&8$ para uno de cobalto 9&&8$ etc. 2ambién se produce la desimanación por contacto cada ve+ /ue pegamos algo a un imán perdemos parte de sus propiedades. ,os golpes fuertes pueden descolocar las partículas haciendo /ue el imán pierda su potencia.
TIPOS DE IMANES
:demás de la magnetita o imán natural e-isten diferentes tipos de imanes fabricados con diferentes aleaciones;
=e llaman así por sus propiedades físicas. =u apariencia es lisa y de color gris oscuro de aspecto parecido a la porcelana. =e les puede dar cual/uier forma por eso es uno de los imanes más usados altavoces aros para auriculares cilindros para pegar en figuras /ue se adhieren a las neveras etc.0. =on muy frágiles pueden romperse si se caen o se acercan a otro imán sin el debido cuidado. =e fabrican a partir de partículas muy finas de material ferromagnético ó-idos de hierro0 /ue se transforman en un conglomerado por medio de tratamientos térmicos a presión elevada sin sobrepasar la temperatura de fusión. Otro tipo de imanes cerámicos conocidos como ferritas están fabricados con una me+cla de bario y estroncio. =on resistentes a muchas sustancias /uímicas disolventes y ácidos0 y pueden utili+arse a temperaturas comprendidas entre '&8$ y >%&8$.
IMANES DE ALNICO
=e llaman así por/ue en su composición llevan los elementos aluminio ní/uel y cobalto. =e fabrican por fusión de un 9 ? de aluminio un #' ? de ní/uel un >' ? de cobalto un (# ? de hierro y un ) ? de cobre. =on los /ue presentan mejor comportamiento a temperaturas elevadas. 2ienen la ventaja de poseer buen precio aun/ue no tienen mucha fuer+a.
IMANES DE TIERRAS RARAS
=on imanes pe/ue5os de apariencia metálica con una fuer+a de % a #& veces superior a los materiales magnéticos tradicionales. ,os imanes de boro@neodimio están formados por hierro neodimio y boro3 tienen alta resistencia a la des magneti+ación. =on lo bastante fuertes como para magneti+ar y desmagneti+ar algunos imanes de alnico y fle-ibles. =e o-idan fácilmente por eso van recubiertos con un ba5o de cinc ní/uel o un barni+ episódico y son bastante frágiles.
5 PROCEDIMIENTO 51
: un imán móvil se acerca otro por la polaridad diferente y luego por la polaridad igual. R% =i los imanes se ponen polos iguales los polos se repelen mientras /ue si los polos son diferentes se atraen entre sí. 52
<:C2:$
=e dispone el montaje /ue indica la figura. =e cierra el circuito durante un largo tiempo para abrirlo se produce aumentando la resistencia lentamente para disminuir la tensión en la bobina luego se abre el circuito.
R% :l conectar o producir corriente se atraen las virutas de hierro pero al abrir el circuito pierde la capacidad magnética por lo cual deja de atraer a las virutas de hierro. 5"
ORIENTACION DE UN IMAN
1
5#
ACCION ENTRE IMANES
1ig. '
=e colocan los imanes rectos dentro de la probeta primero con diferente polaridad y luego con igual polaridad. R% $uando los polos son opuestos estos se atraen dentro de las probetas mientras /ue cuando son iguales estos se repelen entre ellos dejando un espacio entre los dos. 55
ESPECTRO MAGNETICO IMAN RECTO
1
*na ve+ dispuesto el imán debajo de la lámina se espolvorea lentamente la limadura sobre la superficie de la lámina. R% =e ve el espectro magnético del imán /ue posee una forma circular similar a la imagen de abajo estas líneas se pueden observar gracias a /ue las virutas de hierro se ven atraídas por estas líneas de magnetismo siguiendo su recorrido.
5&
ESPECTRO MAGNETICO ' DOS IMANES RECTOS
1
*na ve+ dispuestos los dos imanes debajo de la lámina como indica la figura se espolvorea lentamente la limadura. R% "ado /ue las líneas del campo magnético conectan los polos norte y sur resulta evidente /ue dos imanes enfrentados por sus polos opuestos se atraerán. Cuevas líneas de campo magnético unirán los polos de los dos imanes. 5(
ESPECTRO MAGNETICO ) DOS IMANES RECTOS
1
*na ve+ dispuestos los imanes como indica la figura se espolvorea lentamente la limadura de hierro. R% "ado /ue las líneas del campo magnético no conectan los polos norte y sur resulta evidente /ue dos imanes enfrentados por sus polos iguales se repelen.
5*
ESPECTRO MAGNETICO ) DOS IMANES RECTOS
1
*na ve+ dispuestos los imanes como indica la figura se espolvorea lentamente la limadura sobre la lámina. R% En este espectro se observa cómo están dispuestas las líneas de fuer+a del campo generado por dos imanes planos paralelos cuyas corrientes circulan en igual sentido. 5+
ESPECTRO MAGNETICO ) DOS IMANES RECTOS
1
*na ve+ dispuestos los imanes como indica la figura se espolvorea lentamente la limadura sobre la lámina.
R% En este espectro se observa cómo están dispuestas las líneas de fuer+a del campo generado por dos imanes rectos paralelos cuyas corrientes circulan en sentidos opuestos. 510 ESPECTRO MAGNETICO ) IMAN DE HERRADURA
1
*na ve+ dispuestos los imanes como indica la figura se espolvorea lentamente la limadura sobre la lámina. R% El campo magnético de un imán de herradura se pone de manifiesto por la distribución de las limaduras de hierro /ue indican la intensidad y dirección del campo en cada punto. ,as limaduras se alinean con las Hlíneas de campoI /ue muestran la dirección del campo en cada punto. $uanto más juntas están las líneas más intenso es el campo.
511 ESPECTRO MAGNETICO ) IMAN CIRCULAR
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*na ve+ dispuestos los imanes como indica la figura se espolvorea lentamente la limadura sobre la lámina. R% =e puede observar /ue las limaduras /ue están por fuera del imán circular son atraídas hacia el borde e-terior de este mientras /ue las limaduras /ue se encuentran en el centro del imán se ve ven atraídas hacia el borde del centro de este.
& ANÁLISIS DE LA LUDICA
,uego de reali+ar la lúdica se observó /ue por medio del uso de algunos instrumentos se pueden representar las líneas de campo o campo magnético producido por dos imanes ya sean artificiales o naturales. "e igual forma se hicieron múltiples ensayos /ue permitirían dar conclusiones del comportamiento del campo magnético producido por los polos de los imanes agregando materiales /ue permitieran la visibilidad de dicho fenómeno.
( ANEXOS
CONCLUSIONES
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El flujo decrece con la distancia a la fuente /ue provoca el campo.
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El campo magnético para una bobina está relacionado con la intensidad de corriente y no de espiras proporcionalmente. ,a fuer+a de atracción entre imanes es ligeramente superior a la de repulsión. Esto se debe a la orientación de los imanes elementales en el imán. $onforme aumenta la distancia tanto la fuer+a de atracción como la de repulsión de los imanes se reducen considerablemente. El campo magnético /ue produce la bobina se induce en la barra de hierro. 6ara la imantación por inducción se colocan en las cercanías de un potente imán barras pe/ue5as de hierro o acero.
!I!LIOGRAFIA
9.#. 1*C":EC2O= "E E,E$2D<$<":" ilton AussoJ .= editorial c AD:K! L<,, 9.>. 1<=<$: << =erJay tomo<< 9.). Auía de laboratorio de física. *niversidad 2ecnológica de 6ereira. 9.'. :C:,<=<= "E $
