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Universidad Nacional Autónoma deMéxico Facultad de IngenieríaLaboratorio de:Electricidad y MagnetismoPráctica No. 11Nombre de la práctica:Inucón Eetgéti.Nombre del profesor:Ing. Antonio Pacheco CondeNúmero de grupo: 2 Número de Brigada: 5IntegrantesRivera Morales Alan Adrian Ugalde Ortega Emiliano V...

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Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Ingeniería

Laboratorio de: Electricidad y Magnetismo Práctica No. 11 Nombre de la práctica:

Nombre del profesor: Ing. Antonio Pacheco Conde

Número de grupo: 2

Número de Brigada: 5 Integrantes

Semestre: 2022-1

Fecha de Entrega: 11-11-2021.

Objetivo General: El alumno comprenderá el fenómeno de inducción electromagnética y conocerá las condiciones bajo las cuales se presenta. Objetivos Específicos: Comprender y aplicar el concepto de flujo magnético. Demostrar que puede obtenerse una diferencia de potencial a partir de un campo magnético y deducir las condiciones bajo las cuales ocurre esto. Comprender el concepto de fuerza electromotriz (fem) inducida. Deducir la ley de inducción de Faraday y el principio de Lenz de los fenómenos observados. Explicar la ocurrencia de diversos fenómenos con base en la aplicación de la ley del punto anterior. Introducción: La inducción electromagnética es el fenómeno en el que se origina una diferencia de potencial inducida (o fuerza electromotriz inducida) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor en el que se forma una trayectoria cerrada, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quien lo expresó indicando que la magnitud de la diferencia de potencial inducida es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).

Por otra parte, Heinrich Lenz comprobó que la corriente debida a la fem inducida genera un flujo magnético que se opone al cambio de flujo magnético externo, de forma tal que la corriente tiende a mantener el flujo constante. Los principios de la inducción electromagnética son aplicados en muchos dispositivos y sistemas, por ejemplo: • Horno de inducción. • Generador eléctrico. • Transformador. • Inductor.

Desarrollo: Actividad 1: Fuerza electromotriz inducida a partir del movimiento. Analiza y comenta con tu profesor los conceptos de diferencia de potencial inducida (con su polaridad), corriente inducida (con su sentido) y campo magnético variable, cuando se acerca o se aleja un imán. Utiliza el simulador para observar dichos conceptos. Dibuja los esquemas donde indiques el análisis de tu experimentación. Diferencia de Potencial Inducida: Cuando el imán se quedó estático se pudo observar que no existía ninguna diferencia de potencial inducida

Para generar una diferencia de potencial inducida es necesario cambiar el número de líneas que abrazan las espiras, es decir, el flujo concatenado. En este primer caso se tienen 6 líneas de campo abrazadas por la espira

En este segundo caso se pasa a tener solo 2 líneas de campo magnético abrazadas por la espira.

Si se aumentan y disminuyen rápidamente las líneas magnéticas abrazadas por la espira se generará una corriente eléctrica inducida.

Conforme el imán mantenía su avance se presentó un cambio en el signo de la diferencia de potencial inducida, es decir, presentaba un signo contrario al signo inicial.

Por otro lado, cuando se cambia la polaridad del imán ocurre un incremento inmediato de la diferencia de potencial inducida

El cambio en la polaridad en el imán provoca una variación en el flujo magnético y por ende una diferencia de potencial, todo ello aunque el imán permanezca estático en todo momento.

Actividad 2: Fuerza electromotriz inducida a partir de corrientes variables (ley de Faraday y principio de Lenz). Comenta y analiza con tu profesor la ley de Faraday y el principio de Lenz. Posteriormente, el simulador propuesto observa los fenómenos descritos por Faraday y Lenz. Utiliza el espacio siguiente para describir, por medio de diagramas, tus observaciones. ° Anillo Cerrado

El anillo cuenta con un campo magnético variable inducido con una corriente inducida, la cual es opuesta a la causa que la produce. Como la parte de abajo del anillo presenta un polo igual del otro campo se repelen. Podemos observar que se presenta una levitación magnética. °Anillo abierto

A pesar de estar dentro de un campo magnético variable, se presenta la fem inducida, pero no hay corriente inducida porque no tiene una trayectoria cerrada. Por lo tanto el anillo no tiene un campo magnético. y al no presentar campo magnético no puede reaccionar con el otro campo magnético por lo tanto no se presenta el fenómeno levitación magnética.

Actividad 3: Flujo magnético constante. Empleando el simulador propuesto, selecciona la pestaña transformador, analiza qué sucede cuando en la sección electroimán se elige la opción de la pila “CC” y compara con lo observado en la opción de una señal alterna “CA”. ¿A qué se debe el comportamiento del foco? Comenta con tus compañeros y justifica tu respuesta. Dibuja un diagrama de lo que sucede en ambos casos. Transformador sin movimiento: Primeramente se observa que se tiene un electroimán que cuenta con una corriente continua y, de igual forma, se observa el campo magnético producido por este. No obstante, mientras no exista movimiento del electroimán o del foco no existirá diferencia de potencial o FEM inducida, debido a que este fenómeno se presenta cuando varía el flujo magnético.

En esta imagen se observa que se presentó una variación en el flujo de líneas de campo magnético que pasan a través de la bobina, por ende, cuando existe variación en el flujo magnético se obtuvo una diferencia de potencial (FEM Inducida), esto se observa gracias a la luminiscencia que presenta el foco, no obstante, cuando el electroimán entra en reposo la luminiscencia se apaga ya que se corta la variación del flujo magnético y por ende deja de presentarse una diferencia de potencial.

Corriente alterna: Para este caso existe una variación de la dirección de las líneas de flujo que componen el campo magnético, por lo que se genera una FEM inducida sin la necesidad de aplicarle un movimiento al foco.

Al momento de acercar más el foco se puede pareciar que este se ilumina con una mayor intensidad, esto debido a que el número de líneas de campo magnético que pasan por el interior de la bobina incrementan y , por ende, el flujo magnético es mayor generando de está forma una diferencia de potencial mayor en comparación con las anteriores.

Actividad 4: Transformador eléctrico monofásico. Trabaja con el simulador propuesto para observar el comportamiento del transformador en su configuración elevador, determina que características se debe cumplir. Obtén la relación de transformación de al menos tres casos.

Bibliografía: ★ University of Colorado Boulder (2020) Ley de Faraday 1.1.23. Recuperado de https://phet.colorado.edu/sims/html/faradays-law/latest/faradays-law_es.html ★ Vascak V. (julio de 2020) Ley de Lenz. Recuperado de https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=mag_lenz&l=es ★ Vascak V. (julio de 2020) Transformador. Recuperado de https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=ac_transformator &l=es ★ Falstad P. (julio de 2020) Circuit Simulator Applet. Recuperado de http://falstad.com/circuit/...