Guia De Electromgnetismo

OBJETIVO.

 Utilizando recursos del medio y mucha consulta y trabajo colaborativo,

conocer y socializar, cómo generar corriente eléctrica usando un imán.

COMPETENCIAS A DESARROLLAR

 Comprender y socializar el concepto de inducción electromagnética.

Valorar la consulta permanente y el trabajo en equipo

Estimular la creatividad y el uso de materiales del entorno para

experimentar sin tener que realizar grandes inversiones económicas.

Desarrollar la capacidad para encontrar relaciones permanentes entre el

material estudiado o sugerido y los principios de trabajo industriales.

CONCEPTOS BÀSICOS.

Por la época de 1831, el inquieto Faraday (uno de los grandes inventores de la

humanidad) percibió que, cuando un conductor eléctrico se desplaza en un campo

magnético, se genera o se induce en el sistema una corriente eléctrica. En las

motos por ejemplo, la volante es un imán y en el interior se tienen tres bobinas

regularmente espaciadas; cuando el motociclista prende su móvil las bobinas

comienzan a girar a gran rapidez y entonces se induce en ellas una corriente que

sirve, por ejemplo, para prender la farola (gratis, no necesita batería para ello).

Después de repetir y de analizar la experiencia varias veces se percibe que hay

direcciones privilegiadas en las cuales no se genera corriente o algunas en las

cuales se genera un máximo valor. Este fenómeno de generación de corriente

eléctrica se denomina “inducción electromagnética” y la corriente generada se

conoce como “inducida”. Esta experiencia fue enriquecida significativamente con

los aportes de Henry y de Lenz, quienes desde lugares muy lejanos entre sí,

contribuyeron a sacar la ley que lleva por nombre la “ley de inducción

electromagnética de Henry-Faraday” y que gobierna el mundo de la inducción.

La corriente inducida se genera cuando se presenta un movimiento relativo entre

el conductor y el campo magnético; no importa cuál de los dos se mueva. Las

centrales hidroeléctricas generan electricidad usando este interesante fenómeno.

La fuerza del agua mueve a gran velocidad unas turbinas alrededor de las cuales

se tienen poderosos imanes. Esta energía eléctrica es transportada por cables a

través de las montañas y es conducida a las ciudades donde es utilizada según la

necesidad específica; residencias, empresas, industrias.

En el experimento a realizar se dispone de un imán y de un conductor eléctrico y

será el movimiento relativo entre los dos el que genera una “corriente inducida”.

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MATERIALES

 Bobina con núcleo de aire y 50 espiras.

 Bobina con núcleo de aire y de 100 espiras.

 Dos imanes de barra

 Cables, conectores

 Galvanómetro con cero en el centro

 Bobina de una sola espira

PROCEDIMIENTO

1. Conectar la bobina de una sola espira al galvanómetro, como se ilustra en

la figura. Introduzca uno de los imanes de barra a través de la bobina y

comienza a generar con su mano y en el interior una movimiento armónico

simple. Observe cuidadosamente la aguja del galvanómetro y anote sus

observaciones.

2. Conecte las terminales del galvanómetro a la bobina de 50 espiras. Introduzca

el imán dentro de la bobina y repita cuidadosamente la experiencia

anterior. Registre sus observaciones y vaya sacando conclusiones.

3. Conecte las terminales del galvanómetro a la bobina de 100 espiras. Introduzca

el imán dentro de la bobina y repita cuidadosamente la experiencia

anterior. Registre sus observaciones y continúe sacando conclusiones.

4. Repita la experiencia anterior invirtiendo la polaridad del imán de barra y si

percibe cambios anote con cuidado sus observaciones.

5. Si el diámetro del núcleo se lo permite (en caso contrario rediseñe sus

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bobinas) una los dos imanes de barra (para generar un imán más fuerte) e

introduzca el sistema a la bobina de 100 espiras. Observe el movimiento de

la aguja del galvanómetro; ahora genere movimientos armónicos simples y

a diferentes frecuencias o velocidades y analice con cuidado el movimiento

de la aguja del galvanómetro. Anote una a una sus observaciones y saque

conclusiones significativas del proceso.

ANÀLISIS

1. Explique en lenguaje sencillo sus apreciaciones del movimiento generado en

la aguja cuando el imán se introduce en la bobina de una espira:

2. Explique en lenguaje sencillo sus apreciaciones o implicaciones del

movimiento generado en la aguja del galvanómetro cuando el imán se introduce

en cada una de las bobinas de 50 y 100 espiras.

3. Explique en lenguaje sencillo sus apreciaciones e implicaciones del

movimiento generado en la aguja cuando sistema de imanes se introduce en cada

una de las bobinas y se mueve a diferentes frecuencias o velocidades:

1. Finalmente dejar el sistema de imanes en reposo y mover a diferentes

velocidades cada una de las bobinas alrededor del sistema de los imanes;

sacar conclusiones de los registros conservados y proponer explicaciones

razonables.

2. Tratar de buscar, consultar o sugerir una explicación al fenómeno siguiente:

“la aguja del galvanómetro se desvía en una dirección cuando el imán se

introduce en la bobina y en la dirección opuesta cuando el imán se saca”.

3. Encuentre los factores que afectan directamente la “F.E.M” (fuerza

electromotriz) generada en un sistema de inducción y explique la influencia en la generación del voltaje inducido de cada uno de ellos.

4. Construya un transformador elevador y un transformador reductor y

utilizando al máximo su talento y sus consultas y con la inversión mínima

(aprovechar cuantos elementos estén a su alcance y en su entorno social

inmediato) alambre con laca, varilla, aislantes. Estudie su comportamiento

y explique cómo funciona el principio de inducción electromagnética.

EL CAPACITOR

Objetivo

Investigar la relación entre el flujo de carga eléctrica y el tiempo que tarda en

almacenarse energía eléctrica en forma de campo en una región adecuada, un

capacitor.

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Objetivos específicos

 Realizar una gráfica que describa el comportamiento de la corriente y el

voltaje en el condensador.

 Investigar analítica y cuantitativamente el almacenamiento de la carga en

un condensador.

Materiales

Un capacitor de 1000F, resistencia de 10k, resistencia de 27k, voltímetro,

fuente de voltaje, amperímetro CD y un cronómetro.

Marco conceptual

El capacitor es un dispositivo que almacena carga eléctrica. Una forma antigua de

un capacitor es el recipiente de Leyden,. Los capacitores están integrados por dos

placas conductoras separadas por aire u otro material aislante, conocido como

dieléctrico. La capacitancia, o capacidad de un capacitor, depende de la

naturaleza del material dieléctrico, el área de las placas y la distancia entre ellas.

La figura uno es un diagrama del circuito de un capacitor, una batería, una

resistencia, un voltímetro y un amperímetro, que no se muestra y que se conecta

en serie para medir la intensidad de corriente. La resistencia es un simple

dispositivo que se opone al paso de corriente eléctrica. La corriente eléctrica en un

periodo se mide en unidades llamadas amperes; 1 coulomb/segundo = 1 ampere.

Cuando el interruptor está abierto, como muestra la figura uno, no fluye corriente

eléctrica de la batería. Sin embargo, cuando el interruptor está cerrado, la batería

suministra energía eléctrica para mover las cargas positivas a una placa del

capacitor y las cargas negativas a la otra. Se acumula carga en cada una de las

placas del capacitor, pero no fluye corriente a través de él puesto que el centro del

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capacitor es de material aislante. A medida que la carga se acumula en el

capacitor, aumenta la diferencia de potencial entre las dos placas hasta alcanzar

la misma diferencia de potencial que la batería. En este punto, el sistema se

encuentra en equilibrio y ya no fluye más carga eléctrica al capacitor. La

capacitancia se mide poniendo una cantidad específica de carga en un capacitor y

midiendo después la diferencia de potencial resultante. La capacitancia, C, se

encuentra por medio de la siguiente relación , donde C es la capacitancia

en faradios, q es la carga en coulombios y V es la diferencia de potencial en volts.

En este experimento, usted empleará un

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