Práctica 12 Ey M - Practica 12 PDF

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Ortega Mena Rafael Uriel Laboratorio de electricidad y magnetismo Grupo 8Práctica 12. Inductancia Objetivos de aprendizaje I. Objetivos General Comprender el concepto de inductancia y deducir experimentalmente de qué parámetros depende, tales como: número de vueltas, permeabilidad magnética del núcl...

Description

Ortega Mena Rafael Uriel Laboratorio de electricidad y magnetismo Grupo 8

Práctica 12. Inductancia 1.

Objetivos de aprendizaje

I.

Objetivos General

• Comprender el concepto de inductancia y deducir experimentalmente de qué parámetros depende, tales como: número de vueltas, permeabilidad magnética del núcleo y su sección transversal. • Determinar el inductor equivalente para una conexión en serie y en paralelo de inductores. II.

Objetivos específicos

• Definir y comprender el concepto de inductancia. • Medir el valor de la inductancia y el efecto resistivo en un inductor real. • Comprobar el comportamiento inductivo y resistivo de un solenoide largo. • Cuantificar el efecto en el valor de inductancia de un solenoide cuando se emplean núcleos de materiales diversos: paramagnéticos, diamagnéticos y ferromagnéticos. • Definir y comprender lo que es una conexión en serie y una conexión en paralelo de inductores, así como la relación con la inductancia mutua en la conexión en serie. Actividad 1 Identificación del efecto inductivo. Observa el siguiente vídeo (del minuto 2:43 al 6:42) https://www.youtube.com/watch?v=MO4pXone5Eg En el siguiente simulador se pude observar el comportamiento de un circuito con un inductor, similar al observado en el vídeo. Analiza que es lo que sucede. https://everycircuit.com/circuit/5921290253500416/inductor Es un simulador parecido al del video donde uno puede realizar “experimentalmente” lo que muestran en YouTube y sucede exactamente lo mismo, al principio generamos un circuito simple, luego esperamos un momento a que se estabilice el campo, cortamos el circuito y vemos que toma el otro camino. Cuando el campo magnético es constante, ¿cómo se comporta el inductor? ¿En qué forma almacena energía un inductor? ¿El inductor se puede considerar como una resistencia? Cuando el campo magnético es constante el inductor va a actuar como si fuera un simple cable hasta que se corte la corriente y exista de nuevo una variación en el campo magnético. El inductor almacena energía en forma de un campo magnético. Si, actuará como una resistencia que dificulta el paso de la corriente y también porque cuando los electrones vuelvan a pasar por el inductor tendrán que luchar nuevamente con la resistencia de crear un campo magnético. Actividad 2 Influencia de la permeabilidad magnética (µ) del material del núcleo, en el valor de la autoinductancia (L) Observe el vídeo del minuto 8:20 al 8:48

https://www.youtube.com/watch?v=MO4pXone5Eg Observa el siguiente vídeo https://www.youtube.com/watch?v=jlT-gA4KvYI Investiga la permeabilidad magnética de los siguientes materiales

Material del núcleo

permeabilidad magnética Wb ] μ[ Am

clasificación magnética del material (paramagnético, diamagnético y ferromagnético)

1.0000004

Paramagnético

acero

1.075

Ferromagnético

cobre

0.999991

Diamagnético

aire

¿Cuál es la relación que existe entre la permeabilidad magnética y su inductancia? ¿Con cuál núcleo se tendría una mayor inductancia (aire, acero, cobre)?, según la clasificación magnética del material ¿Qué tipo de materiales serían mejores núcleos? A mayor permeabilidad magnética del núcleo, mayor será la inductancia. Se tendría una mayor inductancia con el acero. Los mejores núcleos serán los materiales ferromagnéticos ya que la permeabilidad magnética es mayor a 1. Es decir: 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑎𝑔𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑜𝑠 (μ < 1, μ ≈ 1) 𝑃𝑎𝑟𝑎𝑚𝑎𝑔𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑜𝑠 (μ > 1, μ ≈ 1) 𝐹𝑒𝑟𝑟𝑜𝑚𝑎𝑔𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑜𝑠 (μ > 1) Actividad 3 Determinar el efecto del número de vueltas de un embobinado en el valor de su autoinductancia. A continuación, se muestra la tabla de la hoja de datos de un fabricante de inductores, analice la columna correspondiente al número de vueltas del inductor con su inductancia correspondiente.

Observe el vídeo del minuto 6:48 al 7:21 https://www.youtube.com/watch?v=MO4pXone5Eg ¿Cómo afecta el número de vueltas en un inductor? Que mientras más vueltas tengamos más campos magnéticos se sumarán al campo magnético total, por lo tanto, obtendremos una mayor inductancia. Material complementario En el siguiente vídeo se aprecia el experimento de realizar tres inductores con diferente calibre de alambre y con diferente número de vueltas manteniendo el mismo tipo de núcleo. https://www.youtube.com/watch?v=CMLvU6vtCRQ De lo observado se puede decir que, para este caso por tratarse de diferentes calibres, el número de vueltas no determina la proporción con la inductancia. Actividad 4 Conexión de inductores. Conexión en serie Utilizando el siguiente simulador comprueba la conexión en serie de dos inductores, ¿Qué sucede con la corriente?, ¿Cómo sería el inductor equivalente? https://www.walter-fendt.de/html5/phes/combinationrlc_es.htm Cuando los inductores están conectados en serie su corriente es la misma, es decir, la corriente que fluye a través del primer inductor, tiene que pasar por el segundo inductor y así sucesivamente. Por lo tanto: 𝐼 = 𝐼1 = 𝐼2 = ⋯ = 𝐼𝑛 El inductor equivalente sería la suma de los N inductores (en este caso los dos en serie) 𝐿𝑒𝑞 = 𝐼1 + 𝐿2 + … + 𝐿𝑛 La equivalencia del inductor es aplicable siempre, o existe algina excepción, ¿Por qué? Si existe excepción, es válida sólo cuando hay inductancia mutua o no existe acoplamiento magnético entre dos o más de los inductores, (están aislados magnéticamente entre sí), es decir, implica que no hay líneas de flujo de un inductor que enlace con otro, y por lo tanto no habrá flujo mutuo entre las bobinas. Después de realizar las actividades, favor de realizar la siguiente evaluación https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdwEhM5Y6ovAAdOqnGxKocbxigAmU4vAsCumtD5TT0Kc0N2Q/viewform?usp=sf _link

Conclusión Una vez realizada la práctica pude comprender el concepto de inductancia y lo relacionado con ello (número de vueltas, permeabilidades), para que, a partir de ello pudiera realizar las actividades mencionadas. Además, también supe cómo actúan los inductores en los dos tipos de conexiones: serie y paralelo incluyendo el simulador presentado que me permitió manipularlo a mi manera. También, observe los valores de inductancia cuando se emplean materiales paramagnéticos, diamagnéticos y ferromagnéticos. Por último, esta práctica en lo personal me pareció muy interesante además de que no era tan complicada debido a los videos presentados que no eran nada aburridos y sobretodo muy claros en la explicación que se quería dar....