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ÍNDICE Objetivo..................................................................................... Fundamento teórico................................................................. Procedimiento y dispositivo experimental............................... Análisis de resultados........................

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ÍNDICE Objetivo..................................................................................... Fundamento teórico.................................................................. Procedimiento y dispositivo experimental................................ Análisis de resultados................................................................ Conclusiones............................................................................. Bibliografía................................................................................

FUNDAMENTO TEÓRICO La ley de Faraday relaciona el flujo magnético inducido en una superficie con el tiempo que le cuesta atravesarla. Séase su fórmula la siguiente: ε=

−dϕm dt

Debemos adecuar esta fórmula a nuestro experimento Como en nuestro caso vamos a hacer experimentos con bobinas y corrientes eléctricas, deberemos adecuar la formula. Así pues, tendremos que tener en cuenta el campo magnético en el interior de un solenoide recorrido por una corriente eléctrica. B=

μ 0 n' I l

Ya que introduciremos una bobina de tamaño inferior en una de tamaño mayor, Se producirá un campo magnético tanto en el interior de la bobina mayor como en las espiras de la bobina interior. Ese flujo lo calcularemos con la siguiente fórmula: Φm =BA El flujo será variable en la bobina exterior (la mayor), lo que se contagiará a la interior (la menor). El flujo que atraviesa a cada espira de la bobina de inducción será Φm =BA =( μ0 n' I 0 A /l) senωt Esto lo podremos relacionar con la primera ecuación dada, de tal manera que ε =−n

dϕm =−n (μ0 n' I 0 A /l) cosωt dt

También debemos expresar la frecuencia angular y el área de función del diámetro de la espira: ω=2 πf

A=π (d /2)2=π d 2 /4

Reflejando esto en nuestra formula de la ley de Faraday: μ 0 π 2 n' ε0 = I 0 fnd 2 2l Conseguimos así la formula final que usaremos para obtener los datos teóricos de este experimento, donde se agrupan la f.e.m. inducida, la intensidad, la frecuencia de corriente de la bobina productora del campo, el número de espiras y del diámetro.

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ANALISIS DE RESULTADOS Estudio de la dependencia de la f.e.m. de la intensidad de la corriente del primario RESULTADOS TEÓRICOS f (Hz) I (mA)

20 40 60 80 100

200

400

6,0669 12,1339 18,2008 24,2678 30,3347

12,1339 24,2678 36,4017 48,5356 60,6695

600 18,2008 36,4017 54,6025 72,8034 91,0042

800

1000

24,2678 48,5356 72,8034 97,0712 121,3390

30,3347 60,6695 91,0042 121,3390 151,6737

800

1000

RESULTADOS EXPERIMENTO f (Hz) I (mA)

2

20 40 60 80 100

200 5,1 10,4 15,5 20,7 25,9

400 11,0 23,7 35,2 48,0 59,6

600 17,8 34,6 52,8 70,8 88,5

22,6 45,1 66,8 89,4 111,2

26,4 52,8 80,4 106,9 133,6

DEPENDENCIA DE LA F.E.M. DE LA INTENSIDAD DE LA CORRIENTE DEL PRIMARIO 160 140 120 100

ε( V) 80 60 40 20 0 10

200 Hz EXPERIMENTO 20400 Hz EXPERIMENTO 30 40 50 600 Hz EXPERIMENTO 800 Hz EXPERIMENTO 1000 Hz EXPERIMENTO

Linear (200 Hz EXPERIMENTO) Linear 70 (40080Hz EXPERIMENTO) 90 100 Linear (600 Hz EXPERIMENTO) I (mA)Linear (800 Hz EXPERIMENTO) Linear (1000 Hz EXPERIMENTO)

60

110

Podemos apreciar en el gráfico que los datos obtenidos en el experimento se distancian de 1V a 18.7V a los obtenidos de forma teórica. Esto puede deberse a las varias imprecisiones que se han podido producir durante el experimento.

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Estudio de la dependencia de la f.e.m. de la frecuencia de la corriente del primario RESULTADOS TEÓRICOS f (Hz) I (mA)

20 40 60 80 100

200

400

6,0669 12,1339 18,2008 24,2678 30,3347

12,1339 24,2678 36,4017 48,5356 60,6695

600 18,2008 36,4017 54,6025 72,8034 91,0042

800

1000

24,2678 48,5356 72,8034 97,0712 121,3390

30,3347 60,6695 91,0042 121,3390 151,6737

800

1000

RESULTADOS EXPERIMENTO f (Hz) I (mA)

20 40 60 80 100

200 5,1 10,4 15,5 20,7 25,9

400 11,0 23,7 35,2 48,0 59,6

600 17,8 34,6 52,8 70,8 88,5

22,6 45,1 66,8 89,4 111,2

26,4 52,8 80,4 106,9 133,6

DEPENDENCIA DE LA F.E.M. DE LA FRECUENCIA DE LA CORRIENTE DEL PRIMARIO 160 140 120 100

ε( V) 80 60 40 20 0 100

4

20 mA EXPERIMENTO 40 mA EXPERIMENTO 60 mA EXPERIMENTO 200 300 400 500 80 mA EXPERIMENTO 100 mA EXPERIMENTO 20 mA TEÓRICO

Linear (20 mA EXPERIMENTO) Linear (40 mA EXPERIMENTO) Linear (60 mA EXPERIMENTO) 600 700 800 900 1000 Linear (80 mA EXPERIMENTO) f (Hz) Linear (100 mA EXPERIMENTO) Linear (20 mA TEÓRICO)

1100

Podemos apreciar en el gráfico que los datos obtenidos en el experimento se distancian de 1V a 18.7V a los obtenidos de forma teórica. Esto puede deberse a las varias imprecisiones que se han podido producir durante el experimento.

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Estudio de la dependencia de la f.e.m. del número de espiras del secundario RESULTADOS TEÓRICOS n 75 150 300

d=26 mm ɛ (V) 15,2486 30,4972 60,9943

d=41 mm n ɛ (V) 100 50,5579 200 101,1158 300 151,6737

RESULTADOS EXPERIMENTO d=26 mm n ɛ (V) 75 13,8 150 27,9 300 53,8

d=41 mm n ɛ (V) 100 44,0 200 88,7 300 133,3

DEPENDENCIA DE LA F.E.M. DEL NÚMERO DE ESPIRAS DEL SECUNDARIO 160 140 120

EXPERIMENTO d=26mm Linear (EXPERIMENTO d=26mm)

100

ε( V) 80 60 40 20 0 50

100

150

200

250

300

350

n

Podemos apreciar en el gráfico que los datos obtenidos en el experimento se distancian, en el caso de d=26mm, de 1.4V a 7.19V a los obtenidos de forma teórica y de 6.8V a 18.6V en el caso d=41mm. Esto puede deberse a las varias imprecisiones que se han podido producir durante el experimento.

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Estudio de la dependencia de la f.e.m. del diámetro de las espiras del secundario RESULTADOS TEÓRICOS d (mm) 26 33 41

ɛ (V) 60,9943 98,2586 151,6737

RESULTADOS EXPERIMENTO d (mm) 26 33 41

ɛ (V) 53,8 87,4 133,3

DEPENDENCIA DE LA F.E.M. DEL DIÁMETRO DE LAS ESPIRAS DEL SECUNDARIO 160 140 120 100

ɛ (V) 80 EXPERIMENT O

60 40 20 0 24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

d (mm)

Podemos apreciar en el gráfico que los datos obtenidos en el experimento se distancian de 7.19V a 18.4V a los obtenidos de forma teórica. Esto puede deberse a las varias imprecisiones que se han podido producir durante el experimento.

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BIBLIOGRAFÍA ─ Cuaderno de prácticas de física del primer curso del Grado en Ingeniería en Tecnologías de Telecomunicación de la UPNA, semestre de otoño 2016. ─

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https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faraday...