EXPERIENCIA 04: INDAGANDO SOBRE LA LEY DE FARADAY

FOCALIZACION:

Transitar en las noches por las calles de una ciudad a

oscuras causa miedo y terror. Son pocas las personas

que se animan a salir obligadas por alguna urgencia. Se

requiere la inmediata iluminación de la ciudad. ¿Cómo

generar corriente eléctrica? ¿Cuál es la importancia de

la energía eléctrica?

Formula tus hipótesis

.........................................................................................

.......................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................

EXPLORACIÓN:

Materiales:

Una bobina de 1 500 espiras

Un imán cilíndrico o de barra

Un multímetro sensible a circulación de pequeñas cargas eléctricas

Procedimiento:

Instale los componentes del circuito de acuerdo al montaje presentado en las gráficas. Conecte las

puntas de prueba del multímetro a los terminales de la bobina de 1 500 espiras.

Ubica el selector de funciones del multímetro

en la escala mínima (25 mA) de corriente

continua (DC mA)

Realice el movimiento oscilatorio del imán en

el interior de la bobina y observa la aguja del

voltímetro.

Registre los datos observados.

Cambia el polo del imán y realice nuevamente

el movimiento oscilatorio en el interior de la

bobina y observa la dirección del

desplazamiento de la aguja. ¿La dirección es

lo m ismo que la del anterior?

Ubicación

del selector

Ojo

REFLEXIÓN:

1. ¿Por qué se genera la deflexión de la aguja del voltímetro cuando el imán oscila en el interior de la

bobina?

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

2. ¿Por qué no presenta deflexión la aguja del voltímetro cuando el imán se mantiene estático en el

interior de la bobina?

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

3. ¿Existe alguna relación entre la corriente eléctrica y el campo magnético, y viceversa?

................................................................................................................................................................

.............................................................................................

.............................................................................................

.............................................................................................

...........................................................................................

4. ¿En qué principio físico se basaron para fabricar el

dínamo de la bicicleta?

.............................................................................................

.............................................................................................

.............................................................................................

.............................................................................................

.............................................................................................

CONTRASTANDO CON LA TEORÍA ACTUAL

LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

Cuando movemos un imán permanente por el interior de las espiras de

una bobina solenoide (A), formada por espiras de alambre de cobre, se

genera de inmediato una fuerza electromotriz (FEM), es decir, aparece

una corriente eléctrica fluyendo por las espiras de la bobina, producida por

la “inducción magnética” del imán en movimiento.

Si al circuito de esa bobina (A) le conectamos una segunda bobina (B) a

modo de carga eléctrica, la corriente al circular por esta otra bobina crea a

su alrededor un “campo electromagnético”, capaz de inducir, a su vez,

corriente eléctrica en una tercera bobina.

Por ejemplo, si colocamos una tercera bobina

solenoide (C) junto a la bobina (B), sin que exista entre

ambas ningún tipo de conexión ni física, ni eléctrica y

conectemos al circuito de esta última un galvanómetro (G),

observaremos que cuando movemos el imán por el interior

de (A), la aguja del galvanómetro se moverá indicando que

por las espiras de (C), fluye corriente eléctrica provocada,

en este caso, por la “inducción electromagnética” que

produce la bobina (B). Es decir, que el “campo magnético”

del imán en movimiento produce “inducción magnética” en el enrollado de la bobina (B), mientras que el

“campo electromagnético” que crea la corriente eléctrica que fluye por el enrollado de esa segunda

bobina produce “inducción electromagnética” en una tercera bobina que se coloque a su lado.

Dínamo

Faro

El campo magnético del imán en movimiento dentro de la bobina solenoide (A), provoca que, por

.“inducción magnética”, se genere una corriente eléctrica o fuerza electromotriz (FEM) en esa bobina.

Si.instalamos al circuito de (A) una segunda bobina (B), la corriente eléctrica que comenzará a circular

por.sus espiras, creará un “campo electromagnético” a su alrededor, capaz de inducir, a su vez, pero

ahora.por “inducción electromagnética”, una corriente eléctrica o fuerza electromotriz en otra bobina (C).

La.existencia de la corriente eléctrica que circulará por esa tercera bobina se podrá comprobar con la

ayuda.de un galvanómetro (G) conectado al circuito de esa última bobina.

Ley de Faraday.

La fem (E ) inducida en una espira cerrada es igual al negativo de la relación de cambio con respecto al

tiempo de flujo magnético a través de la espira.

APLICACIÓN:

1. ¿Cómo debemos conseguir la oscilación permanente del imán en el interior de la bobina?

..................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................

2. ¿Cómo funcionan las centrales hidroeléctricas?

..................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

3. ¿Cómo se transporta la corriente eléctrica a grandes distancias?

..................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

4. Un campo magnético uniforme forma un ángulo de 30° con el eje de una bobina circular de 300

vueltas y un radio de 4 cm. El campo varía a razón de 85 T/s, permaneciendo fija su dirección.

Determina el módulo de la fem inducida en la bobina.

5. La bobina rectangular de un generador de corriente alterna de dimensiones a y b tiene N vueltas.

Esta bobina se conecta a unos anillos colectores que giran con una velocidad angular ω en el

interior de un campo magnético uniforme B. a) Demostrar que la diferencia de potencial entre los

anillos es E = N.B.(a.b) sen ωt b) Si a = 1 cm, b = 2 cm, N = 1 000 y B = 2 T, ¿con qué frecuencia

angular ω debe girar la bobina para generar una fem cuyo máximo valor sea 110 V?

La variación del flujo magnético en el interior de una bobina genera fuerza electromotriz

(corriente eléctrica).