3Universidad del cauca, Bermeo Melo., Burbano Hernndez., Claros Carballo y Contreras Ossa.

ANILLOS DANZANTES

[footnoteRef:1] [1: ]

J.A. Bermeo Melo1, C.A. Burbano Hernndez2, D.F. Claros Carballo3 y C.A. Contreras Ossa4. 1Ingeniera fsica, Facultad de Ciencias Exactas y de la Educacin, Universidad delCauca,jessicabm@unicauca2Ingeniera fsica, Facultad de Ciencias Exactas y de la Educacin, Universidad del Cauca,burbanoh@unicauca 3Ingeniera fsica, Facultad de Ciencias Exactas y de la Educacin, Universidad del Cauca,dfclaros@unicauca 4Ingeniera fsica,FacultaddeCiencia Exactas y de la Educacin,UniversidaddelCauca,cristiancontre@unicauca Tel:3132115024

Fecha de realizacin: 11/12/2013 Fecha de entrega: 14/12/2013

Resumen- Este laboratorio basado en el principio de Faraday tiene como fin comprobar la ley de induccin de este. Para realizacin de esta prctica se us una bobina con ncleo de hierro saliente, una fuente de voltaje AC, anillos metlicos de diferentes materiales, un tambor metlico, un alambre enrollado con sus extremos libres y un cable con una bombilla. Lo primero que hicimos fue graduar la bobina a 600 vueltas de tal manera que se pudiera analizar los efectos del campo electromagntico sobre algunos materiales y analizar el por qu cuando se realiza con un circuito cerrado se presenta la levitacin y por qu no cuando el circuito est abierto, estos mismos efectos fueron analizados para cada uno de los procedimientos. Luego se gradu la bobina en 900 vueltas y se observ los cambios obtenidos con cada uno de los objetos.

Palabras clave: - Voltaje AC

Abstract This laboratory based on Faraday's beginning has as end verify the law of induction of this one. For accomplishment of this practice a bobbin was used by core of salient iron, a source of voltage AC, metallic rings of different materials, a metallic drum, a wire coiled in his free ends and a cable by a bulb. The first thing that we did was to classify the bobbin to 600 returns in such a way that it was possible to analyze the

effects of the electromagnetic field on some materials and analyze why when it is realized by a closed circuit one presents the levitation and why not when the circuit is opened, the same effects were analyzed for each of the procedures. Then the bobbin graduated in 900 returns and were observed the changes obtained with each of the objects.

Introduccin

Este informe pretende dar cuenta de las diferencias bsicas entre los fenmenos producidos por las cargas estacionarias que producen campos elctricos y las cargas mviles que producen campos magnticos. Tambin el efecto que produce la variacin de los campos magnticos en los campos elctricos que originan. Se quiere entender la deduccin hecha por Faraday la cual lo llevo a formular la ley que lleva su nombre. Esta ley seala que la magnitud de la fuerza electromotriz inducida es igual a la tasa de cambio con respecto al tiempo de flujo magntico a travs del circuito. Se estudiara el efecto que tiene una fuerza electromotriz en un lazo cerrado de alambre cuando este se mueve en un campo magntico, tambin se estudiara la induccin sobre aros de diferentes materiales.

Marco Terico

Ley de Induccin de Faraday

Cuando se tiene un conductor en movimiento en un campo magntico de tal manera que corte las lneas magnticas de flujo, se inducir un voltaje en l, siendo esta induccin proporcional al nmero de lneas de flujo cortadas por unidad de tiempo y a la intensidad del campo magntico. Esto se puede ver reflejado en la ecuacin:

Donde:

N = nmero de vueltas de la bobina.

d/dt = cambio instantneo en flujo que atraviesa la bobina.

Induccin magntica

Mecanismo que constituye la formacin de un campo elctrico a travs de uno magntico.Al generarse un campo elctrico en un material conductor, los portadores de carga se vern sometidos a una fuerza y se inducir una corriente elctrica en el conductor.

Fuerza electromotriz

Es el flujo de una corriente de electrones producida por la corriente en un bobinado. En principio un campo magntico puede ser inducido por una corriente elctrica y tambin un campo magntico es capaz de producir cierta fuerza sobre cargas elctricas en movimiento. Si un conductor se encuentra en un campo magntico, sobre l se inducir una fuerza electromotriz. El valor de esta fuerza depende de la velocidad con la que el material conductor se mueva.Por propiedades caractersticas de los metales estos pueden interactuar con el campo electromagntico generado por el ncleo de hierro de la bobina utilizada.

Fuerzas en el anillo

Resultados

Inicialmente se pone un anillo de cobre a travs del ncleo de hierro, se acciona el interruptor que enciende la fuente AC. Se observa que el anillo empieza a elevarse y vuelve a bajar apenas se apaga el Variac. Se repite este procedimiento para los anillos de aluminio y bronce. A diferencia de los anillos de cobre y aluminio el de bronce no se elev. En cambio lo que si experimentaron los tres anillos, fue un calentamiento durante el proceso, con la diferencia de que se calentaron de manera distinta, siguiendo este orden de intensidad de calor, de mayor a menor: Cobre, Aluminio y Bronce.

En los tres casos, el tambor giraba al acercarlo a los anillos pero giraba de mayor velocidad a menor velocidad en el mismo orden anterior.

Al unir las puntas peladas del cable en forma de espiral, cuando el Variac se encontraba a 70 V ca, se generaba una chispa. La chispa era ms intensa cuando estaba a 100 V.

Al introducir el embobinado el arrollamiento de cobre con bombilla, se observ que cuando ms voltaje se suministraba aumentaba la intensidad de luz.

Procesamiento de datos

1. En cada procedimiento analice el comportamiento observado y concluya qu es lo que est sucediendo.

Paraexplicarel primerfenmenoapreciadoal colocar el aro de cobre en el ncleo del inductor nos apoyamosen lasdeducciones hechaspor Faraday, las cualesaseveranqueenun inductor las variaciones de corriente generan un campo magntico. Esto sepuede apreciar en elcalentamiento del aro sin tener ningncontactofsicoconelinductor.Es notable queenelarose encuentrauna corriente elctrica que es inducida por el campo magntico generado en el inductor. Adems del calentamiento en los anillos, se presenta un movimiento en un tipo de vibracin que es mayor en los aros de cobre y aluminio.

Al colocar el aro de bronce, como en el aro de cobre se evidencia la presencia decorrienteelctricodebido a queeste tambin se calienta, pero su vibracin en menos que la de los de cobre y el aluminio y no es suficiente para flotar.

Al Tomar el tambor metlico y aproximndolo a los anillos, se pudo observar que este giraba con mayor velocidad y que el campo magntico era mayor, segn el tipo de material del anillo.

Posteriormente al colocar elcable enrolladoenel ncleo del inductoryconectarsus terminalesseprodujo unachispa la cualsignifica la presencia de una corriente que circula por el cable.La chispa producida se debe a que al juntar las puntas peladas se produce un cortocircuito,esdecircuandose abreuncaminoalpasodela corriente sin una resistencia. Otra manera de apreciar la presencia de unacorrienteinducidaescuando introducimosenelinductorun arrollamientoconectadoaunbombillo dado a que este se encenda, este necesita de corriente para encenderse, y tambin podemos apreciar la ley de ohm que a ms voltaje mayor corriente porque el bombillo tena ms intensidad de luz.

2. Proponga usos prcticos para cada fenmeno observado.

El primer fenmeno que observamos fue el de levitacin de anillos, y uno de sus usos prcticos se da, en el uso de los trenes de maglev que son transportes basados en levitacin magntica, otro uso se da en los rodamientos magnticos que son utilizados en la industria como generacin de potencia elctrica y la refinacin de petrleo. El segundo fenmeno tiene como aplicacin el soldador elctrico, que es su principio bsico consiste en convertir la energa elctrica en calor para derretir ciertos materiales.

Conclusiones

Por medio de las observaciones que hicimos del experimento se concluy que:

La ley de Faraday se cumple en cualquier sistema compuesto por un conductor de corriente con varias espiras y otros elementos dispuestos alrededor de ella siendo conductores.

Para establecer la presencia de un campo magntico es necesario de elementos que den una prueba contundente de ello, un tambor metlico, una bombilla, un anillo metlico o un corto circuito, etc. De lo anterior se puede decir que el hecho de que no haya un inductor no significa la no existencia del campo magntico.

Las vueltas en la bobina nos permitieron controlar la induccin de corriente ya que al cambiar de 900 vueltas a 600 vueltas nos dimos cuenta que era ms eficiente y se produca ms corriente inducida.

El tambor dependiendo del campo magntico generado en los anillos giraba a menor o mayor velocidad.

A partir de sus experimentos nos pudimos dar cuenta que Michael Faraday tena unos fundamentos necesarios y suficientes para formular la ley que lo hizo inmortalizar ya que tiene importantes aplicaciones en la generacin de electricidad.

Bibliografa

Magnetismo. Fisica Net. Disponible en http://www.fisicanet.com.ar/fisica/magnetismo/ap01_campo_magnetico.php\

Electromagnetismo. UNLP. Facultad de Bellas Artes, Argentina. Disponible en http://www.ing.unlp.edu.ar/cys/DI/electromagnetismo.pdf

Ley de Faraday. Enciclopedia libre Wikipedia. Disponible en http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faraday

Biografas

Jessica Alejandra Bermeo Melo, Naci en Popayn, Cauca. Efecto su bachiller en el colegio la Merced, Actualmente es estudiante de cuarto semestre de Ingeniera Fsica en la Universidad del Cauca.

Christian Burbano Hernndez, naci en Pasto, Nario. Culmino su estudios bsica secundaria en el colegio Jess Nazareno de El Tambo Nario, Actualmente reside en Popayn, Cauca y es estudiante de cuarto semestre de Ingeniera Fsica en la Universidad del Cauca, con inters en robtica

Diego Fernando Claros Carballo, naci en Pitalito Huila, realiz su bachiller en el colegio departamental y actualmente es estudiante de Ingeniera Fsica en la universidad del cauca.

Cristian Alexander Contreras Ossa naci el 31 de mayo de 1995 en la ciudad de Popayn, Colombia. Realiz sus estudios primarios y del bachillerato en el colegio Seminario Menor Arquidiocesano y actualmente cursa tercer semestre de Ingeniera Fsica en la universidad del Cauca.

Laboratorio De Electromagnetismo