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expo em segudnoo

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sagm gm

on 25 March 2014

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Transcript of expo em segudnoo

Ley de Faraday: Inducción electromagnética en solenoides Objetivo Fundamento teórico Instrumental Procedimiento
y resultados Conclusiones Ley de Faraday-Lenz 1831- Faraday establece la ley que
gobierna la inducción electromagnética a partir de experimentos. Llegó a la conclusión
de que un campo magnético variable en el
tiempo induce corriente eléctrica en un circuito conductor cerrado. Fuerza electromotriz flujo magnético tiempo Instrumental Generador de funciones para excitar el solenoide con intensidades sinusoidales de amplitudes y frecuencias distintas. Solenoide recto grande (primario). Cables de conexión Dependencia f.e.m. con la intensidad en el primario Dependencia de f.e.m. con la frecuencia Dependencia de f.e.m. con el número de espiras del secundario la inducción magnética (ley de
Faraday) a partir de la f.e.m.
inducida en solenoides que han Estudiar el fenómeno de la sido introducidos en un solenoide
mayor por el que circulan corrientes
en régimen sinusoidal estacionario. Para que circule corriente eléctrica debe actuar una f.e.m. SI- Voltios (V) SI- Weber (Wb) SI- segundo (s) "En un circuito conductor atravesado por un campo magnético variable en el tiempo se induce una f.e.m. igual y de signo contrario al ritmo de variación del flujo de campo magnético que intercepta" Lenz introduce el signo negativo debido a que la f.e.m. se opone a la variación del flujo magnético. Por ello, se conoce también como ley de Lenz. Aplicación de la ley de Faraday a nuestra práctica El campo magnético variable es generado por un solenoide recto: primario. En su interior colocaremos otro más pequeño: secundario. El campo generado por el solenoide primario, induce una f.e.m. en el secundario, que se medirá con un voltímetro.El solenoide primario se excitará con una corriente sinusoidal cuya intensidad se mide con un amperímetro. Montaje experimental El campo de inducción magnética B es uniforme dentro del solenoide excepto en la zona de los extremos, donde existen efectos de borde. El valor del campo en la parte central viene dado por la expresión corriente cuasiestacionaria número de vueltas permeabilidad magnética
del vacío longitud i(t) es sinusoidal por lo que podemos escribir frecuencia angular ω ω valor eficaz de intensidad (amperímetro) Flujo magnético Número de lineas de campo que atraviesan la superficie. frecuencia natural
(generador) El flujo de campo magnético interceptado por el solenoide secundario será Derivando respecto al tiempo y añadiendo el signo negativo obtenemos la f.e.m. inducida por el solenoide secundario: Cinco solenoides (secundarios) con diferentes características geométricas. Solenoide primario N/L=610 vueltas/metro Solenoides secundarios n d(mm) #1 100 41 #2 200 41 #4 300 33 #3 300 41 #5 300 26 Dos multímetros digitales tensión inducida solenoides secundarios valor eficaz de intensidad de corriente solenoide primario ~ dependencia con el campo magnético dentro solenoide primario Excitamos el solenoide primario seleccionando una señal sinusoidal de 2625 Hz en el generador. Variando progresivamente la intensidad eficaz que fluye por el solenoide primario podemos obtener los valores de la tensión eficaz. Solenoide primario N/L=610 vueltas/metro Solenoides secundarios n d(mm) #1 100 41 #2 200 41 #4 300 33 #3 300 41 #5 300 26 Solenoides secundarios n d(mm) Solenoide primario N/L=610 vueltas/metro #3 300 41 Si se extrae el solenoide secundario lentamente del solenoide primario, los valores de la tensión eficaz medidos con el voltímetro disminuyen progresivamente conforme nos alejamos de la parte central debido a que en esta parte el campo magnético es constante y en los extremos existe efecto de borde, de manera que las líneas de campo que atraviesan el solenoide secundario son cada vez menos. Colocamos la intensidad de corriente que circula por el solenoide primario en un valor constante de 50 mA. Variando los valores de la frecuencia a intervalos de 400 Hz en el generador de funciones, medimos los valores de la voltaje eficaz. Estableciendo una frecuencia fija de valor 2625 Hz y una intensidad eficaz a través del solenoide primario de 50mA, medimos el voltaje efectivo para distintos solenoides de diferentes número de vueltas. Solenoides secundarios n d(mm) #4 300 33 #5 300 26 Solenoides secundarios n d(mm) Solenoide primario N/L=610 vueltas/metro #3 300 41 #2 200 41 #1 100 41 Dependencia de f.e.m. con el diámetro del secundario. Fijando de nuevo una frecuencia en el generador de 2625 Hz y una intensidad de 50 mA, medimos la tensión efectiva a partir de los diferentes diámetros de los solenoides secundarios. Solenoide primario N/L=610 vueltas/metro Solenoides secundarios n d(mm) #1 100 41 #2 200 41 #4 300 33 #3 300 41 #5 300 26 Solenoide primario N/L=610 vueltas/metro Solenoides secundarios n d(mm) #3 300 41 #4 300 33 #5 300 26 Conclusiones Los objetivos marcados al comienzo de la
experiencia se han llevado a cabo: hemos estudiado el fenómeno de la inducción magnética a partir de distintas condiciones. Los resultados experimentales obtenidos son bastantes aproximados a los teóricos: obtenemos el valor teórico teniendo en cuenta los intervalos de incertidumbre. Todos los puntos representados en las gráficas pertenecen a la recta de mejor ajuste y en el peor de los casos, entra dentro de los márgenes de error. Podemos concluir, entonces, que la práctica ha sido un éxito. Solenoide primario N/L=610 vueltas/metro Solenoides secundarios n d(mm) #1 100 41 #2 200 41 #4 300 33 #3 300 41 #5 300 26 Solenoides secundarios n d(mm) Solenoide primario N/L=610 vueltas/metro #3 300 41 El valor de tensión que mide el voltímetro es el valor eficaz de la expresión anterior, es decir, Esta expresión será utilizada posteriormente para comprobar que es correcta, analizando experimentalmente la dependencia de las distintas variables que aparecen en la ecuación con la f.e.m. efectiva Lenz introduce el signo negativo que nos indica que la f.e.m. tiende a oponerse a la variación del flujo (Ley de Lenz).
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