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Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 1
5.1 – EFECTO DE UN CAMPO MAGNÉTICO SOBRE UN CABLE
CONDUCTOR
5.2 – INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA:
EL TRANSFORMADOR
EFECTO DE UN CAMPO MAGNÉTICO SOBRE UN CABLE CONDUCTOR
OBJETIVO
- Medida de fuerzas ejercidas por campos magnéticos sobre conductores por los
que circula corriente eléctrica estacionaria, mediante dos montajes basados en diferentes
tipos de balanzas: balanza tipo “cotton” y balanza de vigas.
- Comprobación de la Ley de Laplace.
TEORIA
Toda partícula cargada en movimiento, en presencia de un campo magnético, sufre una fuerza dada por la expresión )( BvqFm
rrr×= (habitualmente denominada
“fuerza de Lorentz”). A partir de ella, es inmediato obtener la fuerza ejercida sobre un
conductor rectilíneo de longitud L por el que circula una intensidad de corriente I, en
presencia de un campo magnético constante:
)( BLIFrrr
×=
(expresión conocida como Ley de Laplace), en donde Lr
es un vector cuyo módulo es la
longitud del conductor inmerso en la región donde existe Br
y cuya orientación es la de
la corriente. Naturalmente, si el conductor está orientado perpendicularmente al campo
magnético, el módulo de la fuerza ejercida por el conductor es simplemente F = I L B.
INSTRUMENTAL DE MEDIDA
Balanza tipo Cotton
Esta balanza tiene un conductor que, contrapesado por dos masas para el ajuste
del cero, pivota libremente sobre dos soportes verticales. Parte de este conductor queda
introducido entre las piezas polares de unos imanes. Al pasar corriente por este tramo de
conductor, éste sufre una fuerza y, por consiguiente, se ejerce un momento sobre los
pivotes. Dicho momento puede compensarse desplazando una masa móvil (“curseur”),
Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 2
de 1.8 g, tal y como se aprecia en la figura. La situación de equilibrio viene dada por la
igualdad de los dos momentos ejercidos, es decir, se cumple que:
F D = I L B D = m g l
Siendo m el valor de la masa móvil, g la aceleración de la gravedad, D la distancia
desde el punto de aplicación de la fuerza magnética al eje de giro del sistema y l la
distancia de la masa móvil al eje de giro del sistema. Dicha distancia puede medirse
mediante la escala graduada que ofrece el propio montaje y, a partir de tal dato y de la
expresión anterior, es inmediato deducir la fuerza ejercida sobre el conductor.
Obsérvese que, dependiendo del sentido de circulación de la intensidad, la fuerza
ejercida sobre el conductor hace que éste tienda a subir o a bajar. Naturalmente, solo es
posible equilibrar la balanza en el primer caso. Así pues, si al ir aumentando la
intensidad el conductor tiende a bajar, es necesario invertir el sentido de la corriente
suministrada.
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MODO OPERATORIO
1.- Balanza tipo “cotton”
- Quitar las piezas cuadradas situadas encima de los imanes de herradura.
- Sin alimentar la balanza, poner la pesa-cursor a cero y equilibrar el sistema con la
masa de ajuste a cero.
A - Conectar la balanza, en serie con una resistencia, a una fuente de alimentación
preparada para ser controlada por intensidad, es decir, inicialmente con los mandos que
controlan la intensidad a cero y los que controlan el voltaje al máximo. El sentido de la
intensidad debe ser tal que, al aumentar ésta, el hilo se eleve. Si no se observa tal
tendencia, invertir el sentido de la intensidad. De acuerdo con lo observado, ¿cuál es el
sentido del campo magnético entre las piezas polares de los imanes?
B - Con los cinco imanes de herradura centrados bajo el hilo conductor, medir la fuerza
ejercida por los imanes sobre el circuito para 10 valores diferentes de intensidad
(hasta 2 A.). Ajustar a una recta los puntos obtenidos y deducir el valor del campo
magnético proporcionado por los imanes.
C - Establecer una corriente de 2 A. Variar la longitud del hilo conductor sumida en el
campo magnético creado por los imanes deslizando éstos. Medir la fuerza ejercida sobre
el conductor para diez posiciones diferentes del bloque de imanes, cubriendo todo el
rango que permite el montaje. Representar los puntos obtenidos y ajustarlos a una recta.
¿Puede considerarse que el fenómeno observado es lineal? Si no es así, justificar el
motivo.
D - Con los cinco imanes de herradura centrados bajo el hilo conductor y con una
intensidad de 2 A, medir la fuerza sobre el hilo conductor cuando sucesivamente se van
colocando las piezas rectangulares sobre el bloque de imanes de herradura para cerrar el
circuito magnético. Explicar el fenómeno observado.
2.1- Balanza de vigas I
Mediante el experimento que se describe a continuación, se pone de manifiesto que la
fuerza magnetostática ejercida sobre un conductor es proporcional tanto a la intensidad
de corriente que circula por él como a su longitud.
PRECAUCIÓN: No sobrepasar nunca la capacidad máxima de la balanza: 310 g.
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- Ajustar el cero de la balanza.
- Se dispone de dos bloques de imanes. Colocar sobre el platillo de la balanza el bloque
adecuado para introducir entre sus piezas polares las placas de circuito. Anotar el peso
del bloque.
- Introducir entre las piezas polares del bloque de imanes el circuito de 4 cm de longitud
y doble recorrido. Conectar el circuito, en serie con una resistencia, a la fuente de
alimentación preparada para funcionar como fuente de intensidad.
A - Con diez valores de intensidad (entre 0 y 3 A), equilibrar la balanza y obtener la
fuerza ejercida por el conductor sobre el bloque de imanes comparando la lectura de la
balanza con el peso del bloque (nótese que, por la ley de acción-reacción, la fuerza que
se mide es la opuesta a la que se desea determinar, es decir, la que origina el campo
magnético sobre el conductor).
- Repetir estas medidas invirtiendo el sentido de la intensidad. Representar gráficamente
los puntos obtenidos tanto en este apartado como en el anterior y ajustarlos a una recta.
- Deducir, a partir de estas medidas, el valor del campo magnético entre las piezas
polares de los imanes.
B - Medir con dos valores de intensidad la fuerza ejercida por otros dos de los
conductores disponibles y comparar los resultados experimentales con lo esperado a
partir del valor del campo magnético deducido en el apartado anterior.
2.2- Balanza de vigas II
Por otra parte, se va a comprobar la relación de proporcionalidad existente entre la
fuerza magnetostática ejercida sobre un conductor y el seno del ángulo que éste forma
con el campo magnético. Para ello, se dispone de una bobina suspendida de manera que
pueda girar solidaria con un dial que marca el desplazamiento angular. De manera
parecida al experimento anterior, el que se propone aquí consiste en colocar un bloque
de imanes sobre una balanza, introducir entre sus piezas polares el lado inferior de la
bobina y observar cómo la lectura de la balanza varía al girar la bobina.
- Ajustar el cero de la balanza.
- Colocar sobre el platillo de la balanza el bloque adecuado para introducir la bobina
entre sus piezas polares. Anotar el peso del bloque.
Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 5
NOTA: No despreciar la cifra correspondiente a las centésimas de gramo, ni en esta
medida ni en las siguientes de este apartado.
- Introducir la bobina entre las piezas polares del bloque de imanes. Conectar el circuito,
en serie con una resistencia, a la fuente de alimentación preparada para funcionar
como fuente de intensidad. Orientar la bobina de manera que, cuando el dial marque
cero, los cables del lado inferior resulten paralelos a la orientación del campo
producido por el bloque de imanes.
- Aumentar el valor de la corriente suministrada hasta 3 A. Si la orientación es la recién
descrita, la lectura de la balanza permanecerá invariable. Para el resto del experimento,
es muy importante no modificar esta orientación del montaje. Por ello, se aconseja
precaución a la hora de mover tanto el dial angular como el de la balanza, con cuidado
de no rozar con cualquier otro elemento del montaje, lo que seguramente obligaría a
reorientarlo correctamente antes de poder continuar midiendo.
- Tomar la lectura de la balanza para las siguientes trece posiciones del dial: ±90º, ±60º,
±45º, ±30º, ±20º, ±10º, 0º, y restar en cada caso el peso del bloque de imanes (se
recuerda que es preciso considerar la cifra correspondiente a las centésimas de gramo).
- Representar las diferencias anteriores frente al seno del ángulo de giro y ajustar los
puntos a una recta.
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HOJA DE RESULTADOS EXPERIMENTALES 1.A - Fuerza sobre el conductor con respecto a la intensidad que lo atraviesa.
I (A) Posición del cursor
(cm)
Fuerza (mN)
Valor del campo magnético proporcionado por los imanes de herradura: B = _______ . 1.B - Fuerza sobre el conductor con respecto a la longitud sumida en el campo magnético (I = 2 A.)
Longitud (cm) Posición del cursor
(cm)
Fuerza (mN)
1.C - Fuerza sobre el conductor en función del número de piezas rectangulares.
Número de piezas 0 1 2 3 4 5 Posición del cursor
(cm)
Fuerza (mN)
2.1 A- Fuerza sobre el conductor con respecto a la intensidad que lo atraviesa.
I (A) (>0) Lectura de la balanza (gr)
Fuerza (mN)
I (A) (<0)
Lectura de la balanza (gr)
Fuerza (mN)
Valor del campo magnético proporcionado por los imanes de herradura: B = _______ .
Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 7
2.1 B - Fuerza sobre conductores de diversas longitudes.
Longitud del circuito
L = L =
I1= I2 = I1= I2 =
Lectura de la balanza (gr)
Fuerza (mN)
2.2 - Fuerza en función del ángulo de giro. Peso del bloque de imanes (m) : ________ gr. Angulo de
giro, α
Sen α
Lectura de la balanza,
mi (gr)
mi – m (gr)
Angulo de
giro, α
Sen α
Lectura de la balanza,
mi (gr)
mi – m (gr)
Fecha: - - 200 .-
Práctica realizada por:………………………………………………………
……………………………………………………….
Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 8
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA: EL TRANSFORMADOR
Objetivo:
El objetivo de esta práctica es poner de manifiesto la ley de Ampére junto con la
ley de inducción de Faraday así como su aplicación práctica al estudio de un
transformador.
Teoría
La energía electromagnética posee la cualidad de que su comportamiento
responde a unas leyes altamente ordenadas que se derivan de las ecuaciones de
Maxwell, por lo cual puede ser convertida fácilmente en otras formas de energía. En la
actualidad toda potencia eléctrica es generada por dispositivos que utilizan en su
funcionamiento campos magnéticos, aunque también resulta que parte de la energía se
consume en máquinas que convierten la energía eléctrica en magnética, razón por la
cual se denominan dispositivos electromagneto-mecánicos, siendo el campo magnético
el que proporciona el acoplamiento adecuado en el proceso de conversión.
La transferencia de potencia, o de información, entre las distintas partes de una
red eléctrica mediante un acoplamiento magnético constituye un transformador,
‘dispositivo de dos puertas con un par de terminales de entrada y un par de terminales
de salida, (cuadrupolo)’. Desde el punto de vista de la Teoría Electromagnética, un
transformador consiste en dos o más bobinas arrolladas juntas o próximas unas de otras
sobre un nucleo de material magnético de alta permeabilidad, cuyo objeto consiste en
concentrar y conducir el flujo de inducción magnética originado por cada arrollamiento.
El fundamento físico de su funcionamiento se basa en el teorema de Ampère y la ley de
inducción de Faraday determinantes del comportamiento de un circuito magnético por
cuyo núcleo se canaliza la circulación del flujo del sistema.
Conviene aclarar que los transformadores se encuadran normalmente en el grupo
de elementos lineales, pues aunque el núcleo ferromagnético impone una falta de
linealidad entre el vector inducción magnética y la corriente eléctrica generadora del
campo magnético, resulta que las condiciones de trabajo suelen fijarse para situar el
Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 9
punto de operación en la región lineal de la curva de imanación del material que se
considera.
Iniciaremos esta descripción teórica estableciendo el comportamiento general de
un circuito magnético según la teoría electromagnética reduciéndolo al comportamiento
de su circuito eléctrico equivalente.
1.- El circuito magnético
Las ecuaciones que gobiernan el comportamiento de un medio permeable se
reducen a las expresiones
HB , ,I ldH , , BC
rrrrrrµ==⋅=⋅∇ ∫0 (1)
que son formalmente análogas a las que rigen el flujo estacionario de corrientes en un
medio continuo y conductor
EJ , ,ldE , , JC
rrrrrrσε ==⋅=⋅∇ ∫0 (2)
Esta analogía permite establecer, para el estudio de un medio imanado, un sistema
equivalente denominado circuito magnético, donde el flujo magnético Φ , a través de la
sección del núcleo, circula por el núcleo permeable de la misma forma que circula la
corriente eléctrica en un medio óhmico. La producción de campo magnético Hr
puede
originarse mediante una corriente excitatriz de intensidad I que circula por un bobinado,
constituido por N espiras, alrededor del núcleo del medio permeable homogéneo e
isótropo con una imanación Mr
, como muestra la figura 1, bien sea un núcleo en forma
toroidal (a) o como indica la geometría (b), con la precaución de mantener constante la
sección en todo el núcleo. Además la linealidad entre Mr
y Hr
a los efectos de que la
suscetibilidad χm se mantenga como un escalar constante, exige trabajar en la zona
lineal de la curva de primera imanación.
Conviene que el sentido de circulación del flujo magnético sobre una curva C en
el núcleo coincida con el sentido positivo del campo Br
en el interior del medio
permeable, con lo cual el vector Hr
en un punto del interior del circuito es la superposición del campo CH
r originado por la corriente verdadera del devanado, y del
campo MHr
debido a la imanación Mr
del medio permeable
MC HHHrrr
+= (3)
Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 10
(a) (b)
Figura 1
Ahora bien, teniendo en cuenta que en el medio permeable no existen corrientes de conducción, resulta que como MH
r deriva de un potencial pseudoescalar su
circulación sobre toda la curva cerrada C es nula, mientras que la circulación de CHr
tiene por valor N.I en virtud del teorema de Ampère, con lo cual
NIldHC
=⋅∫rr
(4)
Por otra parte, al mantenerse constante el flujo magnético en el circuito se cumple
la condición
SHSB ⋅⋅=⋅=Φ µ (5)
con lo cual la integral anterior queda reducida a la forma
∫∫ ⋅=⋅
CC SdlldH
µΦ
rr (6)
quedando caracterizado el medio permeable por la magnitud ℜ denominada reluctancia
∫ ⋅=ℜ
C Sdl
µ (7)
por su analogía a la resistencia presentada al paso de corriente eléctrica en un medio
conductor, tal que µ juega ahora el papel de la conductividad eléctrica.
En consecuencia, la ecuación 5 toma la forma
IN ⋅=ℜ⋅Φ (8)
y llamando fuerza magnetomotriz ( f.m.m. ) al producto NI = M se obtiene en definitiva
ΦM
=ℜ (9)
Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 11
ecuación que representa la ley de Ohm para los circuitos magnéticos, donde el flujo Φ
juega el papel de la intensidad eléctrica, la reluctancia sustituye a la resistencia y la
fuerza magnetomotriz f.m.m. a la f.e.m.
Para la situación que se presenta en la figura 2, el flujo magnético circula en el
sentido indicado sobre la curva de Ampère C, de manera que se cumple
2211C
ININldH +=⋅∫rr
(10)
Figura 2.-
2.- Acoplamiento Inductivo
Diremos que en un circuito magnético existe ‘acoplamiento inductivo’, cuando
hay una inducción mutua entre dos o más partes del circuito, por todo lo cual resulta
necesario definir con precisión las magnitudes que intervienen en el fenómeno de
inducción del sistema.
En el caso de circuitos magnéticos acoplados linealmente el flujo magnético
resulta proporcional a la intensidad de corriente que lo produce. A tal efecto
consideremos dos circuitos eléctricos con N1 y N2 espiras que son recorridas por
intensidades I1 e I2, siendo Φ11 y Φ22 los flujos de inducción producidos por cada uno de
ellos. Utilizaremos la siguiente notación para los flujos de inducción: Φij es el flujo
generado por la bobina j que pasa por la bobina i. ( Obviamente todo el flujo que genera
una bobina pasa por ella misma).
Ambos circuitos son excitados por generadores de tensión reales, con lo cual
podemos asociar a cada bobina unas resistencias R1 y R2, siendo V1(t) y V2(t) las
tensiones generadas, tal y como se ilustra en la figura 3.
Cada una de las bobinas generará un flujo iiΦ , parte del cual pasará por la otra bobina jiΦ y otra parte de él se perderá SiΦ
Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 12
Figura 3.-
2S12221S2111 ΦΦΦΦΦΦ +=+= ,, . (11)
Por tanto el flujo total que pasa por cada bobina, iΦ lo podemos escribir como
2122212111 ΦΦΦΦΦΦ +=+= ,, . (12)
Podemos establecer una medida del aprovechamiento del flujo generado por cada
bobina por medio de dos parámetros k1 y k2 tales que
22
122
11
211 k,,k
ΦΦ
ΦΦ
== (13)
y se llama coeficiente de acoplo k a la media geométrica de ambos
21 kkk ⋅= (14)
estando comprendidos estos valores entre cero y la unidad.
La aplicación de la ley de Kirchoff a cada una de las mallas que continenen
respectivamente a las bobinas, teniendo en cuenta la ley de inducción de Faraday en
cada una de ellas, permite escribir las ecuaciones
222
22111
11 RIdt
dNVRIdt
dNV =−=−ΦΦ ,, (15)
y teniendo en cuenta las relaciones de flujos dadas en (12) se obtiene
Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 13
++=
++=
dtd
dtdNRIV
dtd
dtdNRIV
21222222
12111111
ΦΦ
ΦΦ (16)
Teniendo en cuenta las definiciones de los coeficientes de autoinducción e
inducción mutua
1
212
2
1212112
2
2222
1
1111
dIdN
dIdNMM
dIdNL
dIdNL
ΦΦ
ΦΦ
===
== ,, (17)
resultan las siguientes ecuaciones generales
dtdIM
dtdILRI)t(V
dtdIM
dtdILRI)t(V
122222
211111
++=
++= (18)
3.- El transformador ideal.
Un transformador ideal es aquel que presenta un acoplamiento magnético perfecto
entre sus bobinas, de tal manera que los flujos de pérdidas son nulos así como los
efectos disipativos en los elementos del circuito y núcleo del transformador. Además se
supone que éste posee una permeabilidad suficientemente alta sin llegar a la saturación,
hecho que garantiza un comportamiento lineal del sistema con valores elevados de los
coeficientes de autoinducción de cada bobina, de manera que los coeficientes de acoplo
k1, k2 y k son iguales a la unidad.
Al aplicar el teorema de Ampère a una curva cerrada que se encuentra en el
núcleo (Figura 2)
0SlldB
ININ C2211 ≅
⋅⋅
=⋅
=+∫
µΦ
µ
rr
(19)
siendo S la sección transversal y Φ el flujo de inducción que circula por el circuito
magnético. Este resultado indica que la fuerza magnetomotriz total es nula, como
consecuencia de que la reluctancia tiende a cero. En estas condiciones
n1
NN
II
2
1
1
2 −=−= (20)
Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 14
donde n representa la relación entre el número de espiras del secundario al primario, de
tal manera que las corrientes de entrada y salida están en fase, manteniéndose la
relación de amplitudes
21 InI ⋅−= (21)
Por otra parte, la ley de inducción de Faraday permite escribir
dtdN
dtdN
dtdN
dtdIM
dtdIL)t(V
dtdN
dtdN
dtdN
dtdIM
dtdIL)t(V
22
212
222
1222
11
121
111
2111
ΦΦΦ
ΦΦΦ
=+=+=
=+=+= (23)
y como el flujo de circulación es tal que Φ=Φ1=Φ2, se obtiene al eliminar dt/dΦ ,
nNN
VV
1
2
1
2 == (24)
con lo cual las amplitudes de la tensión a la entrada y a la salida son
12 VnV ⋅= (25)
de manera que un transformador permite establecer la relación entre los parámetros de
entrada y salida. Teniendo en cuenta las relaciones anteriores y analizando los circuitos
correspondientes puede comprobarse que aparece una transformación de impedancias.
Si conectamos una impedancia Z2 entre los terminales del secundario el sistema
formado por esta impedancia más el transformador es visto desde el primario como una
impedancia de valor
22
enZZ = (26)
mientras que si conectamos la impedancia Z1 entre los terminales del primario, desde el
secundario es vista esta impedancia como
12s ZnZ ⋅= (27)
Con estas relaciones básicas podemos abordar ya el estudio experimental de un
transformador que nos ayude a visualizar los fenómenos electromagnéticos estudiados.
Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 15
Material básico
- Transformador desmontable compuesto de:
* Un circuito magnético compuesto de láminas de alta permeabilidad en forma
de U más segmento para cerrarlo.
* Una bobina de 6000 espiras, R = 300 Ω, Imax = 0.2 A. Salida 2000 espiras
* Una bobina de 6000 espiras, Imax = 2 A. Destinada para ser el primario del
transformador, para tal uso cuenta con cable de alimentación.
* Una bobina de 1200 espiras, R =12 Ω, Imax = 1.2 A. Salida 400 espiras.
* Una bobina de 72 espiras, Imax = 12 A. 6 salidas (6, 24, 24,12 y 6 espiras)
* Una bobina de 5 espiras y una pinza (soldadura por punto)
* Un anillo de fusión (espira anular montada sobre un mango aislante)
* Dos piezas polares de hierro, en forma de tronco de cono por uno de sus
extremos.
- Autotransformador (0-230 V)
- Generador de señales Good-Will
- Osciloscopio
- Polímetros (3)
Medidas a realizar y montaje experimental:
- Estudio con el secundario en circuito abierto:
Teniendo en cuenta la fórmula (25), 12 VnV ⋅= , vamos a analizar el grado de
cumplimiento para el caso de un transformador real. Manteniendo el secundario en
circuito abierto ver como evoluciona la tensión del secundario frente a la señal de
entrada en el primario. Para ello ajustar tensiones de entrada entre 1-10 V y medir la
tensión del secundario para los dos casos siguientes:
Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 16
Tabla I.- Evolución de la tensión de salida de un transformador frente a la tensión de entrada.
Tomar frecuencia del generador en torno a los 200 Hz
PRIMARIO
Bobina 1200 espiras
SECUNDARIO
Bobina 6000 espiras
PRIMARIO
Bobina 6000 espiras
SECUNDARIO
Bobina 1200 espiras
V1(Voltios) V2(Voltios) V1(Voltios) V2(Voltios)
Representar para cada uno de los casos V2 frente a V1 y obtener la pendiente de la
recta correspondiente. Interpretar el resultado.
- Evolución de la tensión del secundario frente al número de espiras del
secundario. Utilizando para el primario la bobina de 1200 espiras, aliméntandola a
través de la salida de 400 espiras con una tensión de10 V y a una frecuencia de 400 Hz
determinar la tensión de salida en el secundario para diferente número de espiras N2.
Representarlo gráficamente e interpretar el resultado.
Tabla II.- Evolución de la tensión de salida de un transformador frente el número de espiras del
secundario. V1=10 V, f=400 Hz
Nª espiras 6 12 18 24 30 36 48 54 60 66 72 400 1600
V2
Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 17
Evolución de la tensión del secundario frente al número de espiras del primario.
Utilizando para el secundario la bobina de 6000 espiras, tomando la salida intermedia
de 2000 espiras alimentaremos con 2 voltios el primario utilizando diferente número de
espiras N1, midiendo la tensión de salida. Hacer la representación gráfica e interpretar el
resultado.
Tabla III.- Evolución de la tensión de salida de un transformador frente el número de espiras del
primario. V1=2 V, f=400 Hz
Nª espiras 6 12 18 24 30 36 48 54 60 66 72 400 1600
V2
- Estudio con el secundario en cortocircuito.
Cortocircuitando los terminales del secundario del transformador mediremos la
evolución de la intensidad entre dichos terminales frente a la intensidad de alimentación
del primario. Para ello utilizaremos como primario la bobina de 6000 espiras y como
secundario la de 1200, y la de 72 espiras.
Tabla IV.- Evolución de la intensidad de salida de un transformador frente a la intensida de entrada.
Tomar frecuencia del generador en torno a los 200 Hz
PRIMARIO Bobina 6000 espiras
SECUNDARIO Bobina 1200 espiras
PRIMARIO Bobina 6000 espiras
SECUNDARIO Bobina 72 espiras
I1(mA) I2(mA) I1(mA) I2(mA)
Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 18
- Estudio con el secundario cargado
Utilizando la configuración del apartado anterior pero colocando ahora una
resistencia de 10 Ω entre los terminales de salida del transformador estudiaremos la
evolución de la intensidad de salida frente a la de entrada. Representar gráficamente los
datos e interpretar el resultado haciendo hincapíe en cuál es la resistencia que se ve
desde el generador.
Tabla V.- Evolución de la intensidad de salida de un transformador, frente a la intensida de
entrada, cuando tiene una carga de 10Ω. Tomar frecuencia del generador en torno a los 200 Hz
PRIMARIO
Bobina 6000 espiras
SECUNDARIO
Bobina 1200 espiras
PRIMARIO
Bobina 6000 espiras
SECUNDARIO
Bobina 72 espiras
I1(mA) V1(V) I2(mA) V2(V) I1(mA) V1(V) I2(mA) V2(V)
Con la ayuda del profesor de prácticas puede comprobar ahora alguna de las
aplicaciones de la ley de inducción de Faraday y de los transformadores como pueden
ser el calentamiento por inducción, la soldadura eléctrica o los electroimanes.
Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 19
HOJA DE RESULTADOS EXPERIMENTALES
Tabla I.- Evolución de la tensión de salida de un transformador frente a la tensión de entrada. Tomar
frecuencia del generador en torno a los 200 Hz
PRIMARIO
Bobina 1200 espiras
SECUNDARIO
Bobina 6000 espiras
PRIMARIO
Bobina 6000 espiras
SECUNDARIO
Bobina 1200 espiras
V1(Voltios) V2(Voltios) V1(Voltios) V2(Voltios)
Tabla II.- Evolución de la tensión de salida de un transformador frente el número de espiras del
secundario. V1=10 V, f=400 Hz
Nª espiras 6 12 18 24 30 36 48 54 60 66 72 400 1200
V2
Tabla III.- Evolución de la tensión de salida de un transformador frente el número de espiras del
primario. V1=2 V, f=400 Hz
Nª espiras 6 12 18 24 30 36 48 54 60 66 72 400 1200
V2
Técnicas experimentales I Práctica nº5 de Electromagnetismo 20
Tabla IV.- Evolución de la intensidad de salida de un transformador frente a la intensida de entrada.
Tomar frecuencia del generador en torno a los 200 Hz
PRIMARIO Bobina 6000 espiras
SECUNDARIO Bobina 1200 espiras
PRIMARIO Bobina 6000 espiras
SECUNDARIO Bobina 72 espiras
I1(mA) I2(mA) I1(mA) I2(mA)
Tabla V.- Evolución de la intensidad de salida de un transformador, frente a la intensida de entrada,
cuando tiene una carga de 10Ω. Tomar frecuencia del generador en torno a los 200 Hz
PRIMARIO Bobina 6000 espiras
SECUNDARIO Bobina 1200 espiras
PRIMARIO Bobina 6000 espiras
SECUNDARIO Bobina 72 espiras
I1(mA) V1(V) I2(mA) V2(V) I1(mA) V1(V) I2(mA) V2(V)