LABORATORIO 01:ELECTROMAGNETISO

Informe de Electroimn

INTRODUCCIN

El estudio del magnetismo se remonta a la observacin de piedras que se encuentran en la naturaleza; esto es, magnetita, atraen al hierro. Es posible establecer que todos aquellos fenmenos magnticos cuando dos cargas estn en movimiento, entre ellas surge una fuerza que se denomina fuerza magntica.

Los afectos del campo magntico son conocidos desde tiempos antiguos, en la Grecia antigua era conocido que ciertas piedras procedentes de Magnesia (ahora denominadas magnetitas) atraan trocitos de hierro.El descubrimiento de la propiedad de orientacin de este material en sentido Norte-Sur, influy profundamente en la navegacin y exploracin, aparte de esta aplicacin el magnetismo tuvo poco uso y no fue explicado hasta cuando se invent la pila voltaica. La pila proporciona corrientes continuas del orden de amperios (A), con tales corrientes se descubrieron nuevos procesos uno detrs de otro en rpida sucesin que relacionaron el magnetismo con la electricidad llamada electromagnetismo.

NDICE

INTRODUCCIN1NDICE21.OBJETIVO32.FUNDAMENTO TERICO32.1.TEORA ELECTROMAGNTICA32.2.ELECTROMAGNETISMO32.3.LEY DE FARADAY42.4.CORRIENTE ALTERNA52.5.SOLENOIDE62.6.ELECTROIMN72.7.FUNCIONAMIENTO83.MATERIALES94.PROCEDIMIENTO9CONCLUSIONES12DIFICULTADES13SUGERENCIAS13BIBLIOGRAFA14

LABORATORIO 01:ELECTROMAGNETISMO1. OBJETIVO

Estudio y observacin de la interaccin entre los campos elctricos magnticos.

2. FUNDAMENTO TERICO 2.1. TEORA ELECTROMAGNTICA

A finales del siglo XVIII y principios del XIX se investigaron simultneamente las teoras de la electricidad y el magnetismo. En 1819, el fsico dans Hans Christian Oersted llev a cabo un importante descubrimiento al observar que una aguja magntica poda ser desviada por una corriente elctrica. Este descubrimiento, que mostraba una conexin entre la electricidad y el magnetismo, fue desarrollado por el cientfico francs Andr Marie Ampere, que estudi las fuerzas entre cables por los que circulan corrientes elctricas, y por el fsico francs Dominique Franois Arago, que magnetiz un pedazo de hierro colocndolo cerca de un cable recorrido por una corriente.En 1831, el cientfico britnico Michael Faraday descubri que el movimiento de un imn en las proximidades de un cable induce en ste una corriente elctrica; este efecto era inverso al hallado por Oersted. As, Oersted demostr que una corriente elctrica crea un campo magntico, mientras que Faraday demostr que puede emplearse un campo magntico para crear una corriente elctrica.La unificacin plena de las teoras de la electricidad y el magnetismo se debi al fsico britnico James Clerk Maxwell, que predijo la existencia de ondas electromagnticas e identific la luz como un fenmeno electromagntico.2.2. ELECTROMAGNETISMO

Es posible establecer que todos aquellos fenmenos magnticos cuando dos cargas estn en movimiento, entre ellas surge una fuerza que se denomina fuerza magntica.Cuando dos cargas elctricas se encuentran en reposo, entre ellas existe una fuerza denominada electrosttica.Todas las manifestaciones de fenmenos magnticos se pueden explicar mediante esta fuerza existente entre cargas elctricas en movimiento. De manera que la desviacin en la aguja del experimento de Oersted, se debi a la existencia de dicha fuerza, tambin sta es la responsable de la orientacin de la aguja magntica en la direccin Norte-Sur. La atraccin y repulsin entre los polos de los imanes incluso una consecuencia de esta fuerza magntica.Figura 1. Electromagnetismo

2.3. LEY DE FARADAY

La ley de induccin electromagntica de Faraday (o simplemente ley de Faraday) establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magntico que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde:

Dondees el campo elctrico,es el elemento infinitesimal del contornoC,es ladensidad de campo magnticoySes una superficie arbitraria, cuyo borde esC. Las direcciones del contornoCy deestn dadas por laregla de la mano derecha.Esta ley fue formulada a partir de los experimentos que Michael Faraday realiz en 1831. Esta ley tiene importantes aplicaciones en la generacin de electricidad.

2.4. CORRIENTE ALTERNA

Una de las ms importantes aplicaciones de los fenmenos de induccin electromagntica es la produccin, en escala industrial, de energa elctrica la que se lleva a cabo mediante los generadores electromagnticos, fundados en la corriente inducida originaria en un conductor que se mueve, en el campo magntico de un inductor. En esta forma, la energa mecnica se transforma en energa elctrica.Un generador electromagntico produce una energa elctrica por transformacin de la energa mecnica aplicada a un conductor inducido que se mueve en el campo magntico de un inductor.Se trata de producir una variacin del flujo magntico, lo que se consigue moviendo con gran rapidez un conductor en un campo magntico de manera que corte un nmero de lneas de fuerza variable con el campo.2.5. SoLENOIDE

Un solenoide o bobina se obtiene enrollando un alambre conductor en forma de una hlice muy apretada, el cual lleva una corriente elctrica.Figura 2. Solenoide

Luego de hacer un corte transversal al solenoide:Figura 3

La induccin magntica en el centro del solenoide es:

=

Dnde:N: nmero de vueltas o espirasL: longitud del solenoideAdems: La induccin magntica en el interior del solenoide es prcticamente uniforme y paralela al eje del solenoide. Un solenoide se comporta como un imn recto, con sus dos polos. Si se introduce en el interior de un solenoide un ncleo de un material ferromagntica (generalmente hierro dulce), el campo magntico se hace mucho ms intenso. El aumento del campo magntico es debido a que el hierro se imanta y produce su propio campo magntico, que se suma al solenoide, el conjunto (solenoide-hierro) se llama ELECTROIMN.

2.6. Electroimn

El tipo ms simple de electroimn es un trozo de alambre enrollado. Una bobina con forma de tubo recto (parecido a un tornillo) se llama solenoide, y cuando adems se curva de forma que los extremos coincidan se denomina toroide. Pueden producirse campos magnticos mucho ms fuertes si se sita un ncleo de material paramagntico o ferromagntico (normalmente hierro dulce o ferrita, aunque tambin se utiliza el llamado acero elctrico) dentro de la bobina. El ncleo concentra el campo magntico, que puede entonces ser mucho ms fuerte que el de la propia bobina.Los campos magnticos generados por bobinas se orientan segn la regla de la mano derecha. Si los dedos de la mano derecha se cierran en torno a la direccin del campo magntico B, el pulgar indica la direccin de la corriente I. El lado del electro imn del que salen las lneas de campo se define como polo norte.Adems, dentro de la bobina se crean corrientes inducidas cuando sta est sometida a un flujo variable. Estas corrientes son llamadas corrientes de Foucault y en general son indeseables, puesto que calientan el ncleo y provocan una prdida de potencia de s mismo.

2.7. FUNCIONAMIENTO

El material del ncleo del imn (generalmente hierro) se compone de pequeas regiones llamadas dominios magnticos que actan como pequeos imanes. Antes de que la corriente en el electroimn se active, los dominios en el ncleo de hierro estn en direcciones al azar, por lo que sus campos magnticos pequeos se anulan entre s, y el hierro an no tiene un campo magntico de gran escala. Cuando una corriente pasa a travs del alambre envuelto alrededor de la plancha, su campo magntico penetra en el hierro, y hace que los dominios giren, alinendose en paralelo al campo magntico, por lo que sus campos magnticos diminutos se aaden al campo del alambre, creando un campo magntico que se extiende en el espacio alrededor del imn. Cuanto mayor es la corriente que pasa a travs de la bobina de alambre, ms dominios son alineados, aumentando la intensidad del campo magntico. Finalmente, todos los dominios estarn alineados, nuevos aumentos en la corriente slo causan ligeros aumentos en el campo magntico: este fenmeno se denomina saturacin. Cuando la corriente en la bobina est desactivada, la mayora de los dominios pierden la alineacin y vuelven a un estado aleatorio y as desaparece el campo. Sin embargo en algunos la alineacin persiste, ya que los dominios tienen dificultades para perder su direccin de magnetizacin, dejando en el ncleo un imn permanente dbil. Este fenmeno se llama histresis y el campo magntico restante se llama magnetismo remanente. La magnetizacin residual del ncleo se puede eliminar por des magnetizacin.

3. MATERIALES

01 clavo de hierro largo cable de cobre esmaltado Objetos pequeos metlicos como gillette y aguja. Una batera de 9 V 01 encendedorFigura 4. Materiales

4. PROCEDImIENTO

Paso 1: Enrollar el cable de cobre alrededor del clavo dejando en los extremos un prudente cable de cobre para realizar las conexiones.Figura 5

Paso 2: Quitar el esmalte de las puntas del cable con un encendedor.Figura 6

Paso 3: Luego conectar cada extremo del cable a un extremo de la batera. Figura 7

Figura 7

Paso 4: Hacer uso del electroimn utilizando el gillette y la aguja.

Figura 8

Figura 9

CONCLUSIONES

Gracias al electromagnetismo es que se cre la corriente alterna que utilizamos en nuestros hogares, que nos proporcionan los generadores elctricos de las centrales hidroelctricas. El electromagnetismo cambi nuestra forma de vida porque a partir de este, se inventaron muchas cosas tiles tales como el televisor, el control remoto (de los juegos puertas, autos), el transformador, el telfono, timbres, gras electromagnticas, etc.Adems este trabajo nos ayud a comprender el significado del fenmeno de electromagnetismo, sus usos, su historia y los cientficos que lo han estudiado por aos.

DIFICULTADES

Al realizar el experimento tuvimos dificultades como el recalentamiento de la batera adems de la baja potencia del electroimn.SUGERENCIAS

Tratar de dar varias vueltas. Si el electroimn posee pocas, la batera se deteriorar muy rpidamente, pues al no ofrecer resistencia, se genera un cortocircuito elctrico. Se tiene que probar cual es la cantidad de vueltas ms adecuada. Si se hace demasiadas, elelectroimn caserono tendr fuerza pues la resistencia ser elevada, y por consecuencia la corriente que circular ser baja.

BIBLIOGRAFA

Endesa Educa, Electromagnetismo. Recuperado en setiembre del 2015 de: http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-basicos/iv.-electromagnetismo

Jos Antonio E. Garca lvarez, Qu es el Electromagnetismo. Recuperado en setiembre del 2015 de:http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_electromag/ke_electromag_1.htm

Ley de Faraday. Recuperado en setiembre del 2015 de: https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faraday

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