lunes, 25 de octubre de 2010

ley de faraday

Ley de faraday    
Introducción:
 El estudio del magnetismo  ha  estado  relacionado hasta  ahora  con los campos  eléctricos  debido a cargas eléctricas estacionarias  y los  campos  magnéticos  producidos  por cargas en movimiento.  En esta práctica  se estudia un nuevo  tipo  de campo eléctrico  que es  originado por  un  campo  magnético variable.

 Se prevén  el resultado de un experimento al considerar como se relaciona  por simetría  con otros experimentos. Por ejemplo. Una espira  de corriente  dentro  de un campo B, experimenta una torsión  que hace girar a la espira.  Considerando una situación similar: una espira de alambre  en la que no existe corriente  se coloco dentro de un  B, y  un agente externo  aplica  un momento de torsión  de  forma  que haga gira la espira. Hallamos  que en la espiar  aparece una corriente.  En una espira  de alambre  dentro de un  B, una corriente produce  un  momento de torsión  y un momento de torsión  producen  una corriente. Este es un ejemplo de la simetría  de la  naturaleza.
La aparición  de corriente  en la espira  es  ejemplo de la aplicación  de la ley de inducción  de Faraday, que  constituye  el tema  de estudio. La  ley de Faraday, es una de  cuatro  ecuaciones  de Maxwell para el magnetismo.  Y se dedujo atreves de  una serie de experimentos  sencillos y directos,  que se pueden llevar acabo  fácilmente en el laboratorio.
Cuando un imán se acerca  hacia  una espira  conectada a un  galvanómetro, el galvanómetro se desvía como se muestra en la figura a. indicando que se producen una corriente.
Cuando  el imán  se queda quieto, no  se induce ninguna corriente en la espiar, incluso aunque  el imán  este  dentro de la espira. Figura b.
 Cuando el imán se aleja  de la espira, el galvanómetro se desvía  en la  dirección  contraria figura c, indicando que  la corriente  inducida  es opuesta  a la mostrada en  la figura a.

Cuando  se  cierra el interruptor  del circuito primario, el galvanómetro del  circuito secundario  se desvía  por un momento. La Fem  inducida en el circuito  secundario la genera   el campo magnético variable en el  devanado secundario.


La Ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente Ley de Faraday) se basa en los experimentos que Michael Faraday realizó en 1831 y establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde:
\oint_C \vec{E} \cdot \vec{dl} = - \ { d \over dt }   \int_S   \vec{B} \cdot \vec{dA}
donde \vec{E} es el campo eléctrico, d\vec{l} es el elemento infinitesimal del contorno C, \vec{B} es la densidad de campo magnético y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de \vec{dA} están dadas por la regla de la mano derecha.
La permutación de la integral de superficie y la derivada temporal se puede hacer siempre y cuando la superficie de integración no cambie con el tiempo.
Por medio del teorema de Stokes puede obtenerse una forma diferencial de esta ley:
\nabla \times \vec{E} = -\frac{\partial \vec{B}} {\partial t}
Ésta es una de las ecuaciones de Maxwell, las cuales conforman las ecuaciones fundamentales del electromagnetismo. La ley de Faraday, junto con las otras leyes del electromagnetismo, fue incorporada en las ecuaciones de Maxwell, unificando así al electromagnetismo.
En el caso de un inductor con N vueltas de alambre, la fórmula anterior se transforma en:
Vε  =-N{d \Phi \over d t}
donde Vε es el voltaje inducido y dΦ/dt es la tasa de variación temporal del flujo magnético Φ.

Experimento de la ley de Faraday
Material y equipo necesario: Aparato  Para Investigar la Ley De Faraday

Cant.
Articulo
1
Aparato  Para Investigar la Ley De Faraday
1
Osciloscopio
1
 Juego Cables de conexión
1
 Juego  de Imanes  cilíndricos



Ley de fardady.jpgModelo: WLS1755S, Sargent-Welch
http://sargentwelch.com/faradays-law-apparatus/p/IG0038383/
Metodología
El aparato se  utiliza investiga la  ley de faraday   y con aluda  de  las  ecuaciones de movimiento se puede terminar la velocidad.  El instrumento esta  ensamblado en una base   de acrílico con una  bobina  de  100 vueltas   en un tubo de acrílico con   15 mm  de  diámetro, contiene   socket de conexión  de 4 mm.
 Atreves  del  tubo de acrílico se  asen pasar  pequeños  imanes cilíndricos de  diferentes valores  (tesla ) , y  luego un pulso  eléctrico  instantáneo es generado dentro de la bobina. Un osciloscopio  se usa para monitorear   el pulso generado y su amplitud, también puede ser usada  estudiar  la amplitud el pulso como  una fruición de la posición de la bobina.
Hacer  anotaciones  y tomar fotografías  del desarrollo del experimento

Reporte  del alumno (resultados):
1.- Llevar a cabo  los experimentos  y describir su proceso paso a paso  con imágenes
2.- Resolver los problemas  indicados
3.-Contestar las preguntas 
4.-Emitir sus observaciones y conclusiones



video



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