Técnicas Experimentales II: Módulo de Electromagnetismo

Documentos relacionados
Interacción electromagnética

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

Consiste en provocar una corriente eléctrica mediante un campo magnético variable.

EC1281 LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS PRELABORATORIO Nº 8 PRÁCTICA Nº 8 : EL VATÍMETRO DIGITAL VATIMETRO DIGITAL SUNEQUIPLO DWM-03060

EC1281 LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS PRELABORATORIO Nº 6 PRÁCTICA Nº 8 : EL VATÍMETRO DIGITAL CARACTERISTICAS DEL TRANSFORMADOR MONOFASICO

EC1081 LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS PRÁCTICA Nº 9 : EL VATÍMETRO CARACTERISTICAS DEL TRANSFORMADOR MONOFASICO

EFECTO HALL. (1) donde d es la anchura de la placa conductora

TEMA 4. REPASO DE LAS LEYES Y PRINCIPIOS DE ELECTROMAGNESTISMO.

FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA ELÉCTRICA. José Francisco Gómez González Benjamín González Díaz María de la Peña Fabiani Bendicho Ernesto Pereda de Pablo

Junio Pregunta 3B.- Una espira circular de 10 cm de radio, situada inicialmente en el plano r r

TEMA 3: CAMPO MAGNÉTICO

Tema 3. Máquinas Eléctricas. Ingeniería Eléctrica y Electrónica

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS NAVALES FÍSICA II. PRÁCTICAS DE LABORATORIO Electromagnetismo

Complemento ley de Faraday

BACHILLERATO FÍSICA 5. INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA. Dpto. de Física y Química. R. Artacho

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA.

PROBLEMAS INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

GUÍA 6: CIRCUITOS MAGNÉTICOS Electricidad y Magnetismo

Relación de problemas

Convocatoria de Junio. Parcial II. 16 de junio de apartado anterior, representar gráficamente VH indicando claramente su desfase

Inducción electromagnética. 1. Flujo de campo magnético

Departamento de Física Aplicada III

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

FÍSICA - 2º BACHILLERATO CAMPO MAGNÉTICO RESUMEN EVIDENCIA EXPERIMENTAL ACERCA DEL MAGNETISMO

Capítulo 1 SEMINARIO ELECTROMAGNÉTICA

FISICA 2º BACHILLERATO CAMPO MAGNÉTICO E INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica. INAOE.

Inducción electromagnética

Flujo magnético. El flujo magnético representa el número de líneas de. Para un elemento de superficie (superficie diferencial) será: dφ=

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

NOTA IMPORTANTE: El Centro Nacional de Metrología no es responsable del contenido de este documento. Para cualquier duda o aclaración favor de

CAMPO MAGNÉTICO 3. FENÓMENOS DE INDUCCIÓN

ELECTROMAGNETISMO CARGAS QUE SE INTRODUCEN EN CAMPOS MAGNETICOS. Región del espacio en el cual se ejerce una fuerza de carácter

Guía n 9: Materiales Magnéticos Ecuaciones de Maxwell Ondas Electromagnéticas

CAMPO MAGNÉTICO DE UNA CORRIENTE RECTILÍNEA

Inducción electromagnética

Faraday tenía razón!! María Paula Coluccio y Patricia Picardo Laboratorio I de Física para Biólogos y Geólogos Depto. de Física, FCEyN, UBA 1999

La Ley de Inducción de Faraday

1. MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA Y DINAMO

Ciclo de Histéresis. José Manuel Alarcón Miguel Albaladejo. Presentado el 7 de Junio Laboratorio de Electromagnetismo, Universidad de Murcia

CORRIENTE ALTERNA ÍNDICE

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

Unidad Nº 10. Magnetismo

Experimento de laboratorio No. 6 Estudio de la ley de Faraday en un transformador.

PROBLEMAS COMPLEMENTARIOS

Relación Problemas Tema 7: Electromagnetismo

Histéresis magnética Transiciones de fase magnéticas

FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA ELÉCTRICA. José Francisco Gómez González Benjamín González Díaz María de la Peña Fabiani Bendicho Ernesto Pereda de Pablo

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR

Histéresis ferromagnética y temperatura de Curie

PROBLEMAS ELECTROMAGNETISMO

Es el flujo de cargas eléctricas (electrones, protones, iones) a través de un medio conductor.

Tema 5. Inducción electromagnética

FÍSICA GENERAL III - CURSO 2015 Práctica 7: Flujo magnético. Ley de Faraday. Autoinducción. Inducción mutua.

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA AERONÁUTICA Y DEL ESPACIO FÍSICA II

Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann

CAPÍTULO VI Magnetostática

Electricidad y Magnetismo. Unidad 7. Inducción Electromagnética

EPO 11 ESCUELA PREPARATORIA OFICIAL NÚM. 11

Introducción a la Física Experimental Ley de inducción de Faraday aplicada a un imán que atraviesa una bobina

DEPARTAMENTO DE FÍSICA DE LA UNIVERSIDAD DE SONORA ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA DE FÍSICA III

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO FIZ 1300 FIS 1532 (10)

FISICA II COMPLEMENTO ELECTROMAGNETISMO CIRCUITOS MAGNETICOS UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL ROSARIO

BASES DE LA LEY DE FARADAY Y LEY DE LENZ.

TEMA 7 Magnetismo en medios materiales

TEMA PE9. PE.9.2. Tenemos dos espiras planas de la forma y dimensiones que se indican en la Figura, siendo R

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS: MOTORES DE CC

El trabajo realizado para mover la carga eléctrica recibe el nombre de fuerza electromotriz(fem).

Inducción electromagnética

PROBLEMAS Física 2º Bachillerato ELECTROMAGNETISMO.

TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN MANTENIMIENTO ÁREA INDUSTRIAL EN COMPETENCIAS PROFESIONALES ASIGNATURA DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

3. Se puede resolver de dos formas aplicando consideraciones energéticas y aplicando consideraciones dinámicas.

Laboratorio de Fundamentos Físicos de la Ingeniería LEY DE OHM

Documento No Controlado, Sin Valor

MAQUINAS ELECTRICAS MODULO DE AUTOAPRENDIZAJE V

Electricidad y Magnetismo

TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN PROCESOS INDUSTRIALES ÁREA SISTEMAS DE GESTIÓN DE LA CALIDAD EN COMPETENCIAS PROFESIONALES

Laboratorio de Técnicas Experimentales II - 2º Física Laboratorio L1 - "Osciloscopio"

Ud. 4 Magnetismo y electromagnetismo. Índice del libro

1.1. OBJETIVO GENERAL: Estudiar el movimiento de electrones en un campo eléctrico uniforme

Interacción electromagnética. 3. Calcula la fuerza electromotriz inducida en una espira si el flujo que la atraviesa disminuye uniformemente

Electromagnetismo (Todos. Selectividad Andalucía )

TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN MECATRÓNICA ÁREA AUTOMATIZACIÓN EN COMPETENCIAS PROFESIONALES ASIGNATURA DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

Práctica de Inducción electromagnética.

Inducción electromagnética y el transformador

Unidad Nº 10. Magnetismo

Departamento de Física Aplicada III

PRÁCTICA 5 EL TRANSFORMADOR

FISICA II Unidad N 5 : - ELECTROMAGNETISMO

CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS DEPENDIENTES DEL TIEMPO

1º E.U.I.T.I.Z. Curso Electricidad y Electrometría. Problemas resueltos tema 7 1/10

Introducción a la Física Experimental Guía de la experiencia. El transformador de corriente

Transformadores. Electrónica Industrial A

Materiales. Eléctricos. Materiales. Magneticos

a) Si la intensidad de corriente circula en el mismo sentido en ambas. b) Si la intensidad de corriente circula en sentidos contrarios.

La ley circuital de Ampere relaciona la circulación del campo magnético con la corriente que lo origina: B dl = µ 0 j ds (1) C

Transcripción:

Técnicas Experimentales II: Módulo de Electromagnetismo Dr. Victor Lavín della Ventura Dr. Vicente D. Rodríguez Armas Dr. Inocencio R. Martín Benenzuela Dpto. Física Fundamental y Experimental, Electrónica y Sistemas 1

Índice 1. Medidas de Fuerzas Magnéticas: A. Balanza de Cotton B. Balanza de Gouy. Variación de la resistencia de un metal precioso y de un semiconductor con la temperatura 3. Tubo de Braun y Efecto Hall en metales 4. Fuerza electromotriz inducida. El Transformador 5. Ciclo de Histéresis

1.A Medida de Fuerzas Magnéticas: Balanza de Cotton Abstract Se mide la fuerza de interacción entre un hilo conductor recorrido por una corriente eléctrica y el campo magnético producido por un imán permanente. Al medir esta fuerza podrá determinarse el campo magnético. Introducción F = I d B = I B I B = cte û B 3

I B dl B F Nota: Sobre el alambre actúa una fuerza descendente y sobre el imán permanente (por la 3ª Ley de Newton) actuaría una fuerza ascendente. En la práctica el sentido de la corriente debería de ser el contrario al de la figura. 4

0,005 0,004 Longitud=0.04 m P (gr) 0,003 0,00 0,001 0,000 0,0 0,5 1,0 1,5,0,5 3,0 I (A) F = I d B = I B = I B r 5

Cuestiones Dirección y sentido del campo magnético B Ajuste por mínimos cuadrados y obtención de B Comparación del valor de B obtenido con el medido con el Teslámetro 6

1.B Medida de Fuerzas Magnéticas: Balanza de Gouy Abstract Se determina la susceptibilidad magnética de tres sales por el método de Gouy. Se introducen las muestras en tubos cilíndricos de vidrio suspendidos en una balanza y sometidos a un campo magnético producido por un electroimán. Introducción Se puede determinar la susceptibilidad magnética a partir de la siguiente expresión: χ = µ 0 mg Sección *B 7

mg Balanza muestra Electroiman µ 0 mg F=mg χ = 0 Sección *B Paramagnética > 8

14,60 14,58 CoSO 4 14,56 m (gr) 14,54 14,5 14,50 14,48 14,46 14,44 0,0 0,1 0, B (T ) 9

Cuestiones Calcular la suceptibilidad magnética de cada una de las sales y del vidrio. Razonar si habría que hacer alguna correción a los resultados obtenidos (vidrio diamagnético). Nota: χ<0 diamagnético χ>0 paramagnético χ>>0 ferromagnético (dominios) B = µ 0 M = χh 1+ χ B = µ 0 H + µ χh = µ H χ 0 M 10

. Variacíon de la resistencia de un metal precioso y de un semiconductor con la temperatura Abstract Se estudia la variación de la resistencia con la temperatura para un metal precioso y un semiconductor. Introducción En metales: R l = ρ ρ = ρ0( 1+ α T) S En semiconductores: ρ ρ 0 exp( Eg / KT) 11

1

Resistencia (Ohmios) 180 160 140 10 100 80 60 40 0 Metal Resistencia (Ohmios) 3000000 500000 000000 1500000 1000000 500000 Semiconductor -00-100 0 100 00-00 -100 0 100 00 T(K) T(K) 13

Cuestiones Ajustar las dependencias obtenidas para las resistividades para ambos materiales. Comparar el parametro E obtenido del ajuste para el semiconductor con valores tabulados. 14

3. Tubo de Braun y efecto Hall en metales Tubo de Braun Abstract Se estudia el fundamento y funcionamiento del tubo de rayos catódicos (Tubo de Braun), así como su aplicación en los dispositivos llamados osciloscopios. Introducción El tubo de Braun consta de: Tubo de vidrio transparente con pantalla fluorescente (y un gas noble para ver el recorrido de los electrones). Ánodo más cátodo para crear electrones acelerados. Dos placas horizontales para crear la base de tiempos. Dos placas verticales para crear la escala de voltajes o se intercambian por dos bobinas horizontales. F = q(e + v B) 15

Campo eléctrico en forma de dientes de sierra (base de tiempos). Con frecuencia < 30 Hz se observa desplazamiento. Campo eléctrico vertical creado por placas (escala vertical de voltaje) ó se intercambian por bobinas horizontales. 16

17

3. Tubo de Braun y efecto Hall en metales Efecto Hall en metales Abstract Se estudia el efecto Hall en una lámina de cobre y una de cinc en función de la corriente que atraviesa la placa y el campo magnético. Introducción Un conductor en forma de cinta recorrido por una corriente I y en presencia de un campo magnético B. V I B 18

V I B F = q(e + v B) ------------------- V + + + + + + + + + + + + + + I V HALL B 19

0

Cuestiones Corrección de la d.d.p. Hall con campo magnético nulo. 1

4. Fuerza Electromotriz inducida. El Transformador Fuerza Electromotriz inducida Abstract Cálculo del coeficiente de inducción mútua M entre dos bobinas aisladas eléctricamente entre sí, una exterior (STATOR) a la que se le suministra una corriente alterna y otra situada en su interior capaz de rotar (ROTOR), donde se induce la fuerza electromotriz inducida. Introducción dφ ε = = dt d dt ( B ds) B ds

I 1 I ind B dφ d ε = = S dt dt ( B ) 1 d Si el flujo creado por el circuito sobre aumenta con el tiempo entonces aparecerá en este circuito una corriente inducida en el sentido horario. 3

Para una bobina: el campo magnético en su interior es constante I 1 x x x x x x x x x x x x S B on 1 = µ 1I1 ε M = = dφ dt φ I 1 = dφ di L 1 = di dt φ I 1 1 1 = di M dt 1 M = Coeficiente de ind. Mutua (característica geométrica) 4

Para una bobina exterior (Stator) y una interior (Rotor): Los ejes de las Bobinas forman un ángulo θ I S I R =0 V S B φ φ S R R = µ = = B L o S R n S I S I R R S N + R cosθ MI S M = µ n S N cosθ o di M S Vef R = MωIos / ε = dt ε = MωI os sin( ωt) I = I sin( ωt) S os S R R 5

En la práctica se puede cambiar los valors de L y L S R ya que se pueden elegir bobinas con diferentes vueltas. Para distintas combinaciones se preparan las siguientes gráficas de las que se obtiene M para distintos ángulos. 7 V R (Voltios) 6 5 4 3 1 L S =100 mh L R =50 mh θ=0º 0 0,0 0, 0,4 0,6 0,8 1,0 I S (A) 6

4. Fuerza Electromotriz inducida. El Transformador Transformador Abstract Conocimiento del funcionamiento de un transformador como elevador y reductor de voltaje. Introducción V V 1 = = N N 1 dφ dt dφ dt V = V 1 N N 1 V 1,N 1 V,N 7

V = V 1 N N 1 90 85 N /N 1 =0.5 V (voltios) 80 75 70 65 V =V 1 *0.5 60 10 130 140 150 160 170 180 190 00 V 1 (voltios) 8

5. Ciclo de Histéresis Abstract Obtención y caracterización del cilo de histéresis de un material ferromagnético. Introducción χ<0 diamagnético χ>0 paramagnético χ>>0 ferromagnético (dominios, Temperatura de Curie) B = µ 0 M = χh 1+ χ B = µ 0 H + µ 0χH = µ H χ M 9

30

R 1 R N 1 N C H = φ n I 1 1 = B Sección N H = B = N L 1 V R R1 1 φ Sección N = VCCR Sección N 31

3

http://www.originlab.com/ (free demo) 33