Informe De Electro

. Introducción.

Magnetismo

El fenómeno de magnetismo fue conocido por los griegos desde el año 800 A.C. Ellos descubrieron que ciertas piedras, ahora llamadas magnetitas (Fe3O4), atraían piezas de hierro. La leyenda adjudica el nombre de magnetita en honor al pastor Magnes, “los clavos de su zapato y el casquillo (o punta) de su bastón quedaron fuertemente sujetos a un campo magnético cuando se encontraba pastoreando su rebaño”. En 1929 Pierre de Maricourt, mediante un imán natural esférico, elaboro un mapa tomado con las direcciones tomadas por una aguja al colocarla en diversos puntos de la superficie de la esfera. Encontró que las direcciones formaban líneas que rodeaban la esfera pasando a través de dos puntos diametralmente opuestos uno del otro, a los cuales les llamó polos del imán. Experimentos subsecuentes demostraron que cualquier imán, sin importar su forma, tiene dos polos, llamados, polo norte o polo sur, los cuales presentan fuerzas que actúan entre sí de manera análoga a las cargas eléctricas. Es decir, polos iguales se repelen y polos diferentes se atraen.

En el año 1600 William Gilbert extendió estos experimentos a una variedad de materiales. Utilizando el hecho de que una brújula se orienta en direcciones preferidas, pues sugiere que la tierra es un imán permanente.

Ley de Faraday y Lenz

Michael Faraday y Joseph Henry llevaron a cabo en 1831 un experimento independientemente, demostrando que l corriente eléctrica podría ser inducida en un circuito por un campo variable: los resultados de estos experimentos produjeron una muy básica e importante ley de electro magnetismo conocida como “la ley de inducción de Faraday”. Esta ley dice que la magnitud de la fem inducida en un circuito es igual a la razón del cambio de flujo magnético a través del circuito.

La ley de Lenz dice que: “ la polaridad de la fem es tal que ésta tiende a producir una corriente que crea un flujo magnético que se opone al flujo magnético a través del circuito.

La ley de Faraday de puede describir como:

Donde ɸm es el flujo magnético, ɛ es la fem y t es el tiempo.

A la vez ɸm puede ser expresado como:

En donde B es el campo magnético y dA es el diferencial de área. Si el circuito a utilizar es una bobina la formula debe ser como se muestra a continuación en la ecuación 3

Aplicación de ley de inducción en transformadores

Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado, fabricado bien sea de hierro dulce o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primarios y secundarios según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.

La bobina del lado de la entrada se llama primaria y la del lado de la salida secundaria; la bobina del primario tiene Np espiras y la del secundario Ns espiras. La relación entre el número de espiras secundaria y primaria, N, se define como:

Figura 1: Esquema de un transformador ideal.

Los transformadores no desempeñan ninguna función útil cuando el voltaje primario es CC (corriente continua). Sin embargo, cuando circula una corriente variable con el tiempo en el bobinado primario, por ejemplo, se genera un voltaje variable con el tiempo en el secundario debido al acoplamiento magnético entre las dos bobinas. Este desempeño se explica por medio de la ley de Faraday. La relación entre las cantidades eléctricas de la bobina primaria y secundaria se establece como:

Las ecuaciones 5 y 6 son para un transformador ideal que multiplica un voltaje de entrada sinusoidal. Por otra parte, se debe saber que para una señal sinusoidal el voltaje eficaz se define como:

Donde Vrms corresponde al voltaje eficaz y Vmax corresponde a la amplitud de voltaje alterno

Objetivos:

1. verificar la ley de Faraday y Lenz

2. Aplicar ley de inducción de Faraday a un transformador de dos bobinas

2. Procedimiento Experimental.

Los materiales utilizados fueron:

1) fuente de voltaje AC

2) bobinas de 20.000Wdg (2), 800Wdg, 1.600Wdg y 400Wdg

3) multitester

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