CURSO

ELECTRICIDADNro. DD-106

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Tema :

ELECTROMAGNETISMO Y CAMPO ELECTRICOCdigo :

Semestre:

Grupo :

I. OBJETIVO:

Realizar pruebas a imanes naturales y permanentes para determinar su comportamiento.

Demostrar la ley de Faraday. Observar el comportamiento del magnetismo en corriente continua y alterna.II. RECURSOS:

Dos imanes naturales.

Limaduras de hierro.

Un multmetro ac y dc.

Una brjula.

Fuente de corriente continua.

Cables de conexin. Condensadores de diferentes capacidades.

III. Seguridad en la ejecucin del laboratorio

Tener cuidado con el tipo y niveles de voltaje que suministran a las tarjetas

Antes de utilizar el multmetro, asegurarse que est en el rango y magnitud elctrica adecuada.

Tener cuidado en la conexin y en la desconexin de los equipos utilizados

IV. FUNDAMENTO TERICO:MAGNETISMO Y ELECTROMAGNETISMO

La naturaleza y origen del magnetismo an no han sido explicados completamente, se han formulado varias teoras explicando el fenmeno magntico, pero no ha habido aprobacin unnime. En magnesia, antigua ciudad de Asia Menor, se encontraron los imanes naturales o Piedra imn, descubrindose que estas atraan cuerpos pequeos de hierro, ms tarde se le llamo xido magntico de hierro (Fe304).

Histricamente se dice que los fenicios fueron los primeros en aplicar la energa magntica del imn cuando usaron la brjula en sus viajes martimos comerciales. Siendo as que se usa en la ciencia, industria, navegacin area y martima. El magnetismo en la electricidad y la electrnica es fundamental, ya que sin el no sera posible la fabricacin de transformadores, motores, generadores, bocinas, audfonos, micrfonos y tantas cosas ms que se basan en el magnetismo.

IMANES:Se les llaman imanes a las substancias que tienen la propiedad de afectar al hierro, acero, nquel, cobalto, cromo y a otros metales, en menor grado. Pueden ser afectados por atraccin o repulsin. Los imanes de dividen en: naturales y artificiales.

El imn natural, o piedra imn tiene propiedades magnticas sin la intervencin del hombre, es muy abundante en la naturaleza sobre todo en suelos de antigua formacin geolgica y es explotado en algunos pases como mineral de hierro.

Los imanes artificiales, son barras de hierro o acero que adquirieron por medios artificiales propiedades magnticas. La magnetizacin artificial se hace por contacto, induccin o bien, por procedimientos elctricos. Estos imanes son muy usados, dado que conservan su magnetismo.

Sin importar la naturaleza del imn, a su alrededor existe un campo magntico, formado por lneas de fuerza imaginarias, se asume que estas lneas salen del polo norte y regresar por el polo sur del imn. Si se juntan dos imanes se observar que polos opuestos se atraen y polos iguales se repelen.

ELECTRO MAGNETISMO

La corriente elctrica produce un campo magntico alrededor del conductor, la intensidad de este depende del nmero de amperios de la corriente; cuanto ms fuerte sea la corriente, ms fuerte ser el campo magntico. Aprovechando este fenmeno, podemos hacer un electroimn, si enrollamos un alambre en forma de bobina (espiral) con ncleo de aire, le aplicamos una corriente elctrica, las lneas de fuerza no sern tan intensas, obviamente por la reluctancia del aire. Si en cambio le colocamos un ncleo de hierro, las lneas de fuerza sern ms intensas y esto generar un campo magntico ms intenso y se convierte en un electroimn. Si sabemos la polaridad de la corriente que se le aplica, y la direccin del embobinado, podemos determinar la polaridad de un electroimn, se coloca la mano derecha, tal y como lo haramos si en realidad tomramos el electroimn, el pulgar indicar el polo sur, los otros dedos indicarn la direccin de la corriente aplicada.

INDUCCIN MAGNTICA

LEY DE FARADAY: Esta indica que siempre que se mueve un alambre a travs de las lneas de fuerza de un campo magntico, se genera en este (alambre) una corriente elctrica, misma que es proporcional al nmero de lneas de fuerza cortadas en un segundo.

LEY DE AMPERE: La Ley de Ampere indica, que la lnea integral de un campo magntico en una trayectoria arbitrariamente elegida es proporcional a la corriente elctrica neta adjunta a la trayectoria.

CAMPO ELECTRICOEl campo elctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella regin del espacio en donde se dejan sentir sus efectos. As, si en un punto cualquiera del espacio en donde est definido un campo elctrico se coloca una carga de prueba o carga testigo, se observar la aparicin de fuerzas elctricas, es decir, de atracciones o de repulsiones sobre ella.

La fuerza elctrica que en un punto cualquiera del campo se ejerce sobre la carga unidad positiva, tomada como elemento de comparacin, recibe el nombre de intensidad del campo elctrico y se representa por la letra E. Por tratarse de una fuerza la intensidad del campo elctrico es una magnitud vectorial que viene definida por su mdulo E y por su direccin y sentido. En lo que sigue se considerarn por separado ambos aspectos del campo E.

La expresin del mdulo de la intensidad de campo E puede obtenerse fcilmente para el caso sencillo del campo elctrico creado por una carga puntual Q sin ms que combinar la ley de Coulomb con la definicin de E. La fuerza que Q ejercera sobre una carga unidad positiva 1+ en un punto genrico P distante r de la carga central Q viene dada, de acuerdo con la ley de Coulomb, por:

pero aqulla es precisamente la definicin de E y, por tanto, sta ser tambin su expresin matemtica

Puesto que se trata de una fuerza electrosttica estar aplicada en P, dirigida a lo largo de la recta que une la carga central Q y el punto genrico P, en donde se sita la carga unidad, y su sentido ser atractivo o repulsivo segn Q sea negativa o positiva respectivamente.

Si la carga testigo es distinta de la unidad, es posible no obstante determinar el valor de la fuerza por unidad de carga en la forma:

Donde F es la fuerza calculada mediante la ley de Coulomb entre la carga central Q y la carga de prueba o testigo q empleada como elemento detector del campo

Esta forma de describir las fuerzas del campo y su variacin con la posicin hace ms sencillos los clculos, particularmente cuando se ha de trabajar con campos debidos a muchas cargas.

La unidad de intensidad de campo E es el cociente entre la unidad de fuerza y la unidad de carga; en el SI equivale, por tanto, al newton (N)/coulomb (C).

Campo creado por dos placas planas cargadas con cargas iguales y opuestas.

Supondremos que las placas son infinitamente grandes o bien, que la separacin entre las placas es pequea comparada con sus dimensiones.

En la figura se muestra el campo producido por cada una de las placas y en la figura de abajo, el campo resultante.

Sea un condensador formado por dos placas iguales de rea S, separadas una distancia d, pequea en comparacin con las dimensiones de las placas. El campo se cancela en la regin del espacio situado fuera de las placas, y se suma en el espacio situado entre las placas. Por tanto, solamente existe campo entre las placas del condensador, siendo despreciable fuera de las mismasAsociacin de condensadores en serie

V=V1+V2+V3 QT=Q1=Q2=3Asociacin de condensadores en paraleloCT=C1+C2+C3

V=V1=V2=V3

QT=Q1+Q2+3

V. PROCEDIMIENTOCampo magntico y lneas de fuerza:

1. Roce limaduras de hierro sobre una placa acrlica transparente y aproxime uno de los polos del imn natural por el lado opuesto de la placa.

2. Esquematizar y describir el fenmeno mostrado.Debido al campo magntico del imn las limadura de hierro son atradas por el campo magntico por lo cual toman una forma de las lneas de fuerza del campo magntico.3. Ahora aproxime por el lado opuesto de placa acrlica los dos polos del imn, esquematice y describa lo observado.Segn lo observado: las limaduras de hierro se dividen y tienen la forma de las lneas de fuerza de induccin magntica como se muestra en la imagen.

Investigue4. Qu propiedad muestran las lneas magnticas y a que se debe la forma de su trayectoria?Muestran un propiedad de magnetismo y la forma de la trayectoria de las lneas de campoDeterminacin de la polaridad:

5. Empleando la brjula, determine la polaridad de un imn.Investigue:

6. Cul es el fundamento empleado para determinar la polaridad del imn?

Pues el fundamento empleado seria para vaeriguar la polaridad el iman es tener una brjula la brjula siempre apuntara asi el norte de esa manera se podr averiguar .10. Una vez identificadas las polaridades de los imanes naturales, junte polaridades diferentes y luego intente juntar las mismas polaridades. Describa y esquematice con lneas de fuerza lo observado.Polaridades diferentes: segn lo observado diferentes polos se atraen. Polaridades iguales y iguales polos se repelen debido a su polaridad oponen una fuerza de repulsin al tratar de unirlos.Carga de un condensador13. Armar el circuito mostrado en la figuraCarga de un condensador

14. Cul es la intensidad que indica el ampermetro en el primer momento de la conexin de SW?858.54A.15. Cul es la tensin que indica el voltmetro cuando se carga el circuito?9V.16. Cul es el tiempo de carga del circuito?37s.Grafique las curvas de carga para corriente y voltaje del condensador

Descarga de un condensador

Descarga de un condensador

17. Cul es la intensidad que indica el ampermetro en el primer momento de la conexin de 2? -802.50 A18. Cul es la tensin que indica el voltmetro en el primer momento de la conexin de 2? 8.95VGrafique la curva de descarga de voltaje del condensador

VI. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Que las graficas nos muestran los circuito integrados como circula las EMBED Visio.Drawing.11

EMBED Visio.Drawing.11

_1347764142.vsd

C2

C1

C3

_1347764397.vsd

C2

C1

C3