UNIVERSIDAD LIBRE FACULTAD DE INGENIERÌA

UNIVERSIDAD
LIBRE
FACULTAD DE INGENIERÌA
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS
TEMA: CAMPO MAGNETICO
OBJETIVOS
a) Caracterizar el comportamiento del campo magnético obtenido mediante imanes
naturales y mediante electroimanes.
b) Medir la inducción magnética producida por dos embobinados.
c) Comparar el funcionamiento de los imanes y electroimánes.
TEORÍA
Campo magnético: Una barra imantada o un cable que transporta corriente pueden
influir en otros materiales magnéticos sin tocarlos físicamente porque los objetos
magnéticos producen un ‘campo magnético’. Los campos magnéticos suelen
representarse mediante ‘líneas de campo magnético’ o ‘líneas de fuerza’. En cualquier
punto, la dirección del campo magnético es igual a la dirección de las líneas de fuerza,
y la intensidad del campo es inversamente proporcional al espacio entre las líneas.
En el caso de una barra imantada, las líneas de fuerza salen de un extremo y se curvan
para llegar al otro extremo; estas líneas pueden considerarse como bucles cerrados, con
una parte del bucle dentro del imán y otra fuera. En los extremos del imán, donde las
líneas de fuerza están más próximas, el campo magnético es más intenso; en los lados
del imán, donde las líneas de fuerza están más separadas, el campo magnético es más
débil. Según su forma y su fuerza magnética, los distintos tipos de imán producen
diferentes esquemas de líneas de fuerza. La estructura de las líneas de fuerza creadas
por un imán o por cualquier objeto que genere un campo magnético puede visualizarse
utilizando una brújula o limaduras de hierro. Los imanes tienden a orientarse siguiendo
las líneas de campo magnético. Por tanto, una brújula, que es un pequeño imán que
puede rotar libremente, se orientará en la dirección de las líneas. Marcando la dirección
que señala la brújula al colocarla en diferentes puntos alrededor de la fuente del campo
magnético, puede deducirse el esquema de líneas de fuerza.
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.
PRIMER EJERCICIO
MATERIAL
-
2 imanes
Limadura de hierro
1 brújula
1 fuente de poder (AC-DC)
2 embobinados con núcleo
Cables conectores.
PROCEDIMIENTO 1
1. Coloque la limadura de hierro sobre una hoja de papel (el cual puede cambiar
después por una lámina de madera u otros materiales).
2. Enfrente los dos imanes con las polaridades iguales y con las polaridades contrarias
colocándolos debajo de la hoja para observar el efecto producido sobre la limdura
de hierro.
Análisis de los resultados y preguntas
1. Realice un dibujo de la forma que adquiere la limadura de hierro para las diferentes
posiciones de los imanes. Explique el porqué de esa forma.
2. ¿Por qué el efecto de los imanes puede atravesar superficies?
3. ¿Qué sucede cuando se aleja la limadura de hierro de los imanes?
PROCEDIMIENTO 2
1. Conecte la fuente de poder AC a un embobinado con núcleo.
2. Acerque la brújula a la parte superior e inferior del embobinado.
Análisis de datos y preguntas.
1. Describa y explique el comportamiento de la brújula.
2. ¿Porqué se puede decir que el embobinado se comporta como un imán?
3. ¿qué sucede con la brújula si se invierte la polaridad al embobinado?.
Explique.
4. Represente gráficamente la dirección en que fluye la corriente eléctrica , la
dirección en que actúa el campo magnético y la dirección de la fuerza
magnética.
PROCEDIMIENTO 3
1. Ubique los dos embobinados en el núcleo en U, o en su defecto colque nucleo a
cada embobinado y ubíquelas cerca una de otra.
2. Conecte la fuente de poder en conrriente alterna a uno de los embobinados (#1).
3. Ubique el Voltímetro u amperímetro de tal modo que pueda medir la diferencia
de potencial o la corriente que circula por el embobinado #2.
Análisis de los resultados y preguntas
1. Realice una tabla de datos en donde pueda comparar la diferencia de potencial
aplicada al embobinado # 1 con la diferencia de potencial que emite el embobinado #2,
al modificar variables como el número de vueltas de los dos embobinados, el núcleo
utilizado y la diferencia de potencial aplicada al embobinado #1.
3.
4.
5.
6.
¿Cómo define el fenómeno de la inducción magnética?
¿Qué conceptos físicos permiten la explicación de este fenómeno?
¿ Qué aplicaciones tiene éste fenómeno en la industria?
Represente gráficamente la dirección en que fluye la corriente eléctrica , la
dirección en que actúa el campo magnético y la dirección de la fuerza magnética.
BIBLIOGRAFÍA
1. GIANCOLI, DOUGLAS, C. Física. Editorial Prentice Hall. 3ª ed.
2. SERWAY. Física. Editorial McGraw Hill, 4ª ed.