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”Año de
la
Diversifcación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”
EAP. INGENIERÍA DE SISTEMAS
LIMA-PERÚ
2015
INTRODUCCIÓN
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El estudio del magnetismo se remonta a la observación de “piedras” que se
encuentran en la naturaleza; esto es, magnetita, atraen al hierro Es posible
establecer que todos aquellos !enómenos magn"ticos cuando dos cargas est#n
en movimiento, entre ellas surge una !uerza que se denomina !uerza
magn"tica
$os a!ectos del campo magn"tico son conocidos desde tiempos antiguos, en la
%recia antigua era conocido que ciertas piedras procedentes de &agnesia
'ahora denominadas magnetitas( atra)an trocitos de hierro
El descubrimiento de la propiedad de orientación de este material en sentido
*orte+ur, in!lu-ó pro!undamente en la navegación - e.ploración, aparte de
esta aplicación el magnetismo tuvo poco uso - no !ue e.plicado hasta cuando
se inventó la pila voltaica $a pila proporciona corrientes continuas del orden
de amperios '/(, con tales corrientes se descubrieron nuevos procesos uno
detr#s de otro en r#pida sucesión que relacionaron el magnetismo con la
electricidad llamada electromagnetismo
ÍNDICE
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INTRODUCCIÓN.............................................................................................. 1
ÍNDICE............................................................................................................2
1. OBJETIVO..................................................................................................3
2. FUNDAMENTO TEÓRICO...........................................................................32.1. TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA............................................................3
2.2. ELECTROMAGNETISMO......................................................................3
2.3. LEY DE FARADAY................................................................................4
2.4. CORRIENTE ALTERNA.........................................................................5
2.5. SOLENOIDE........................................................................................6
2.6. ELECTROIMÁN....................................................................................
2.. FUNCIONAMIENTO............................................................................. !
3. MATERIALES............................................................................................."
4. #ROCEDIMIENTO......................................................................................"
CONCLUSIONES............................................................................................12
DIFICULTADES...............................................................................................13
SUGERENCIAS.............................................................................................. 13
BIBLIOGRAFÍA...............................................................................................14
LABORATORIO 01:
“ELECTROMAGNETISMO”
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1 OBJETIVO
Estudio - observación de la interacción entre los campos el"ctricos
magn"ticos
2. FUNDAMENTO TEÓRICO
2.1. TEORÍA ELECTROMAGNTICA
/ !inales del siglo - principios del se investigaron
simult#neamente las teor)as de la electricidad - el magnetismo En 1314,
el !)sico dan"s ans 6hristian 7ersted llevó a cabo un importante
descubrimiento al observar que una agu8a magn"tica pod)a ser desviada
por una corriente el"ctrica Este descubrimiento, que mostraba una
cone.ión entre la electricidad - el magnetismo, !ue desarrollado por el
cient)!ico !ranc"s /ndr" &arie /mpere, que estudió las !uerzas entre
cables por los que circulan corrientes el"ctricas, - por el !)sico !ranc"s
9ominique :ranois /rago, que magnetizó un pedazo de hierro
coloc#ndolo cerca de un cable recorrido por una corriente
En 13<1, el cient)!ico brit#nico &ichael :arada- descubrió que el
movimiento de un im#n en las pro.imidades de un cable induce en "ste
una corriente el"ctrica; este e!ecto era inverso al hallado por 7ersted
/s), 7ersted demostró que una corriente el"ctrica crea un campo
magn"tico, mientras que :arada- demostró que puede emplearse un
campo magn"tico para crear una corriente el"ctrica
$a uni!icación plena de las teor)as de la electricidad - el magnetismo se
debió al !)sico brit#nico =ames 6ler> &a.?ell, que predi8o la e.istencia
de ondas electromagn"ticas e identi!icó la luz como un !enómeno
electromagn"tico
2.2. ELECTROMAGNETISMO
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Es posible establecer que todos aquellos !enómenos magn"ticos cuando
dos cargas est#n en movimiento, entre ellas surge una !uerza que se
denomina !uerza magn"tica
6uando dos cargas el"ctricas se encuentran en reposo, entre ellase.iste una !uerza denominada electrost#tica
@odas las mani!estaciones de !enómenos magn"ticos se pueden e.plicar
mediante esta !uerza e.istente entre cargas el"ctricas en movimiento
9e manera que la desviación en la agu8a del e.perimento de 7ersted, se
debió a la e.istencia de dicha !uerza, tambi"n "sta es la responsable de
la orientación de la agu8a magn"tica en la dirección *orte+ur $a
atracción - repulsión entre los polos de los imanes incluso una
consecuencia de esta !uerza magn"tica
2.!. LE" DE FARADA"
$a le- de inducción electromagn"tica de :arada- 'o simplemente le- de
:arada-( establece que el volta8e inducido en un circuito cerrado es
directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el
!lu8o magn"tico que atraviesa una super!icie cualquiera con el circuito
como bordeA
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9onde es el campo el"ctrico, es el elemento in!initesimal del
contorno 6, es la densidad de campo magn"tico - es una super!icie
arbitraria, cu-o borde es 6 $as direcciones del contorno 6 - de
est#n dadas por la regla de la mano derecha
Esta le- !ue !ormulada a partir de los e.perimentos que &ichael :arada-
realizó en 13<1 Esta le- tiene importantes aplicaciones en la generación
de electricidad
2.#. CORRIENTE ALTERNA
Bna de las m#s importantes aplicaciones de los !enómenos de inducción
electromagn"tica es la producción, en escala industrial, de energ)a
el"ctrica la que se lleva a cabo mediante los generadores
electromagn"ticos, !undados en la corriente inducida originaria en un
conductor que se mueve, en el campo magn"tico de un inductor En esta!orma, la energ)a mec#nica se trans!orma en energ)a el"ctrica
Bn generador electromagn"tico produce una energ)a el"ctrica por
trans!ormación de la energ)a mec#nica aplicada a un conductor inducido
que se mueve en el campo magn"tico de un inductor
e trata de producir una variación del !lu8o magn"tico, lo que se
consigue moviendo con gran rapidez un conductor en un campo
magn"tico de manera que corte un nCmero de l)neas de !uerza variable
con el campo
2.$. SOLENOIDE
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Bn solenoide o bobina se obtiene enrollando un alambre conductor en
!orma de una h"lice mu- apretada, el cual lleva una corriente el"ctrica
$uego de hacer un corte transversal al solenoideA
$a inducción magn"tica en el centro del solenoide esA
Bcentro D μ
0 I (
N
L)
9óndeA
*A nCmero de vueltas o espiras
$A longitud del solenoide
Además:
• $a inducción magn"tica en el interior del solenoide es
pr#cticamente uni!orme - paralela al e8e del solenoide•
Bn solenoide se comporta como un im#n recto, con sus dospolos
6
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• i se introduce en el interior de un solenoide un nCcleo de un
material !erromagn"tica 'generalmente hierro dulce(, el campo
magn"tico se hace mucho m#s intenso El aumento del campo
magn"tico es debido a que el hierro se imanta - produce su
propio campo magn"tico, que se suma al solenoide, el con8unto
'solenoide+hierro( se llama E$E6@7&F*
2.%. ELECTROIM&N
El tipo m#s simple de electroim#n es un trozo de alambre enrollado Bna
bobina con !orma de tubo recto 'parecido a un tornillo( se llama
solenoide, - cuando adem#s se curva de !orma que los e.tremos
coincidan se denomina toroide Gueden producirse campos magn"ticos
mucho m#s !uertes si se sitCa un HnCcleoI de material paramagn"tico o
!erromagn"tico 'normalmente hierro dulce o !errita, aunque tambi"n se
utiliza el llamado acero el"ctrico( dentro de la bobina El nCcleo
concentra el campo magn"tico, que puede entonces ser mucho m#s
!uerte que el de la propia bobina
$os campos magn"ticos generados por bobinas se orientan segCn la
regla de la mano derecha i los dedos de la mano derecha se cierran
en torno a la dirección del campo magn"tico J, el pulgar indica la
dirección de la corriente El lado del electro im#n del que salen las
l)neas de campo se de!ine como Hpolo norteI
/dem#s, dentro de la bobina se crean corrientes inducidas cuando "sta
est# sometida a un !lu8o variable Estas corrientes son llamadas
corrientes de :oucault - en general son indeseables, puesto quecalientan el nCcleo - provocan una p"rdida de potencia de s) mismo
2.'. FUNCIONAMIENTO
El material del nCcleo del im#n 'generalmente hierro( se compone de
pequeKas regiones llamadas dominios magn"ticos que actCan como
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pequeKos imanes /ntes de que la corriente en el electroim#n se active,
los dominios en el nCcleo de hierro est#n en direcciones al azar, por lo
que sus campos magn"ticos pequeKos se anulan entre s), - el hierro aCn
no tiene un campo magn"tico de gran escala 6uando una corriente
pasa a trav"s del alambre envuelto alrededor de la plancha, su campo
magn"tico penetra en el hierro, - hace que los dominios giren,
aline#ndose en paralelo al campo magn"tico, por lo que sus campos
magn"ticos diminutos se aKaden al campo del alambre, creando un
campo magn"tico que se e.tiende en el espacio alrededor del im#n
6uanto ma-or es la corriente que pasa a trav"s de la bobina de alambre,
m#s dominios son alineados, aumentando la intensidad del campo
magn"tico :inalmente, todos los dominios estar#n alineados, nuevos
aumentos en la corriente sólo causan ligeros aumentos en el campo
magn"ticoA este !enómeno se denomina saturación 6uando la corriente
en la bobina est# desactivada, la ma-or)a de los dominios pierden la
alineación - vuelven a un estado aleatorio - as) desaparece el campo
in embargo en algunos la alineación persiste, -a que los dominios
tienen di!icultades para perder su dirección de magnetización, de8ando
en el nCcleo un im#n permanente d"bil Este !enómeno se llama
hist"resis - el campo magn"tico restante se llama magnetismo
remanente $a magnetización residual del nCcleo se puede eliminar por
des magnetización
!. MATERIALES
01 clavo de hierro largo
cable de cobre esmaltado
!
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7b8etos pequeKos met#licos como gillette - agu8a
Bna bater)a de 4
01 encendedor
#. PROCEDIMIENTO
Gaso 1A Enrollar el cable de cobre alrededor del clavo de8ando en los
e.tremos un prudente cable de cobre para realizar las cone.iones
Gaso 2A Luitar el esmalte de las puntas del cable con un encendedor
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Gaso <A $uego conectar cada e.tremo del cable a un e.tremo de la
bater)a
Gaso MA acer uso del electroim#n utilizando el gillette - la agu8a
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CONCLUSIONES
%racias al electromagnetismo es que se creó la corriente alterna que utilizamos
en nuestros hogares, que nos proporcionan los generadores el"ctricos de las
centrales hidroel"ctricas El electromagnetismo cambió nuestra !orma de vida
porque a partir de este, se inventaron muchas cosas Ctiles tales como el
televisor, el control remoto 'de los 8uegos puertas, autos(, el trans!ormador, el
tel"!ono, timbres, grCas electromagn"ticas, etc
/dem#s este traba8o nos a-udó a comprender el signi!icado del !enómeno de
electromagnetismo, sus usos, su historia - los cient)!icos que lo han estudiado
por aKos
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DIFICULTADES
• /l realizar el e.perimento tuvimos di!icultades como el recalentamiento
de la bater)a adem#s de la ba8a potencia del electroim#n
SUGERENCIAS
• @ratar de dar varias vueltas i el electroim#n posee pocas, la bater)a se
deteriorar# mu- r#pidamente, pues al no o!recer resistencia, se generaun cortocircuito el"ctrico e tiene que probar cual es la cantidad de
vueltas m#s adecuada i se hace demasiadas, el electroim#n casero no
tendr# “!uerza” pues la resistencia ser# elevada, - por consecuencia la
corriente que circular# ser# ba8a
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BIBLIOGRAFÍA
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deA httpANN???endesaeducacomNEndesaOeducaNrecursos+
interactivosNconceptos+basicosNiv+electromagnetismo
• =os" /ntonio E %arc)a Flvarez, Lu" es el Electromagnetismo
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• $e- de :arada- ecuperado en setiembre del 2015 deA
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