5/17/2018 Practica No.1 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/practica-no1-55b07d63a7e57 1/8

 

Practica No.1: Ley de Inducción de Faraday, Ley de Lenz y

Transformadores

Integrantes: Cristian Leonardo Cordero NiñoJuan David Lizarazo Ocaña

Ángel Yesid Barrera Salamanca

Resumen:

Primero que todo se explicaron de forma muy práctica las leyes de Faraday y lade Lenz, dándonos a conocer un poco más de la relación de la corriente con elcampo magnético y viceversa. Continuado de una lectura informativa de lo que

íbamos a hacer en el laboratorio, revisando y conociendo nuevos objetos,implementados en la generación, transformación e interacción de las teoríasque queríamos implementar.

Se organizaron los montajes, se siguieron los procedimientos del texto serealizó el laboratorio que a continuación se explicara en el informe.

Abstract:

First of all is explained in a very practical laws of Faraday and Lenz, letting usknow a little more about the relationship of the current with the magnetic fieldand vice versa. Continued informative reading what we would do in the lab,reviewing and meeting new objects, implemented in the generation,transformation and interaction of the theories we wanted to implement.

Assemblies were held, followed the procedures of the laboratory was performedtext which is then explained in the report.

Introducción

Los experimentos realizados por faraday y Henry, demostraron que unacorriente eléctrica se puede inducir en un circuito por un campo magnéticovariable, lo que produjo una importante ley del electromagnetismo conocidacomo “ley de inducción de faraday” . En este laboratorio los estudiantesadquirimos un aprendizaje claro y detallado de la ley de Faraday y de la ley deLenz, para una posterior aplicación en el funcionamiento de lostransformadores.

El tema que se abarca nos será de gran utilidad a los estudiantes de ingeniería

para áreas de electricidad, electrónica, electromecánica y muchas más áreastecnológicas.

5/17/2018 Practica No.1 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/practica-no1-55b07d63a7e57 2/8

 

Marco teórico

  La Ley de inducción electromagnética de Faraday:

Se basa en los experimentos que Michael Faraday realizó en 1831 yestablece 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;

matemáticamente se expresa:

Donde es el campo eléctrico, es el elemento infinitesimal del contorno C, es la densidad de campo magnético y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del 

contorno C y de están dadas por la regla de la mano derecha. 

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:

Donde V ε es el voltaje inducido y dΦ/dt es la tasa de variación temporal del flujo magnético Φ.

 

La dirección voltaje inducido (el signo negativo en la fórmula) se debe a la ley de Lenz. 

  La Ley de Lenz :Plantea que las tensiones inducidas serán de un sentido tal que se

opongan a la variación del flujo magnético que las produjo. Esta ley es

una consecuencia del principio de conservación de la energía. El flujo de

un campo magnético uniforme a través de un circuito plano viene dado

por un campo magnético generado en una tensión disponible con una

circunstancia totalmente proporcional al nivel de corriente y al nivel de

amperios disponible en el campo eléctrico.

5/17/2018 Practica No.1 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/practica-no1-55b07d63a7e57 3/8

 

  Transformador:

Se denomina transformador o trafo (abreviatura), a un dispositivo

eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito

eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que

ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin

pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales

presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su

diseño, tamaño, etc.

Objetivos

Con montajes sencillos demostrar la ley de inducción de Faraday y la

validez de la ley de Lenz. Estudiar el principio del transformador y sus aplicaciones.

Procedimiento (Materiales, experimento, resultado-análisis).

Materiales

Galvanómetro 

Imanes 

Juego de bobinas 

Bobina de 1200 espiras 

Núcleo de hierro 

Anillo metálico 

Anillo metálico roto Espira metálica cuadrada Espira con concavidad 

Juego de bobinas de 200, 400,800 y 1600 espiras 

Bobinas de 1, 6, 300, 600, 1200y 12000 espiras 

Dos multímetros 

Fuente de 120 VAC y 60 Hz 

Núcleo desmontable 

Soldador de punto 

Montaje para crear arco 

Inducción de Faraday

Ensamblar el montaje de la figura 1. Mover el imán o la bobina como se indica en las figuras 2 y 3, alterando

la polaridad del imán. Para cada movimiento relativo del conjunto del numeral anterior, explicar

las observaciones indicando como se cumple la ley de inducción deFaraday y si es el caso, la ley de Lenz.

Hacer pasar una corriente AC por la bobina de 1200 espiras y colocar en

el núcleo de hierro, individualmente, las espiras de diferentes formas:

5/17/2018 Practica No.1 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/practica-no1-55b07d63a7e57 4/8

 

anillo metálico, anillo metálico roto y espira metálica cuadrada y, laespira cóncava con agua, ver figura 4. 

Describir y explicar las observaciones del numeral anterior, indicandocomo se cumplen las leyes de inducción de Faraday y de Lenz. 

Transformadores

Construya en el núcleo desmontable diferentes transformadoreselevadores y reductores de voltaje, como se muestra en la figura 4.Tenga la precaución de cerrar el circuito ajustando el yugo del núcleo.Alimente el primario con una fuente 0-20 VAC, mida el voltaje en elsecundario y complete la tabla 1. 

Explique a que efectos se deben las discrepancias encontradas en losvoltajes en el secundario medidos y calculados, para cada uno de los

transformadores construidos en el numeral anterior.  Montaje para observar efectos del campo magnético: en el núcleo

desmontable coloque la bobina de 300 espiras en el primario y la bobinade una espira en el secundario, cierre el circuito ajustando el yugo delnúcleo. Sostenga la espira y llene con agua su concavidad. Conecte elprimario a la red (120 VAC) (figura 6). Complete la tabla 2 y explique lasobservaciones. 

Montaje para soldador de punto: en el núcleo desmontable coloque labobina de 300 espiras en el primario y la bobina de 6 espiras en elsecundario conectado al soldador de punto. Conecte el primario a la red(120 VAC) (ver figura 7). Complete la tabla 2 y explique lasobservaciones. 

Montaje para crear arco: en el núcleo desmontable coloque la bobina de300 espiras en el primario y la bobina de 12000 espiras en el secundarioconectada al montaje para crear arco. Conecte el primario a la red (120VAC) y acerque brevemente los alambres del montaje para crear arco(ver figura 8). Complete la tabla 2 y explique las observaciones.

5/17/2018 Practica No.1 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/practica-no1-55b07d63a7e57 5/8

 

Tipo detransformador

Np Ns Vp Vs calculado (V) Vs Medido (V)

Elevador 1600 400 15 3.75  3Reductor 400 1600 15 60 53.3Elevador 400 800 15 30 26.5

Reductor 800 400 15 7.5 6.4Tabla 1. Transformadores elevadores y reductores de voltaje.

Montaje Tipo detransformador

Np Ns Vp Vs calculado(V)

Efectos delcampo magnético

Reductor 300 1 120 7.1

Soldador depunto

Reductor 6 300 120 6000

Formación deárea

Elevador 360 12000 120 4000

Tabla 2. Aplicaciones de aula de transformadores elevadores y reductores de voltaje

Resultado-análisis

o En el procedimiento del montaje 1, la ley de Faraday se ve aplicadacuando movemos el imán, hacia dentro y hacia afuera, a través de laargolla; ya que se produce una corriente cuando el imán está en

movimiento; por eso cuando no lo movemos el imán no produce ningunacorriente. También vemos la ley de Lenz porque en este caso elamperímetro marca la corriente en hacía diferente sentido, pero con lamisma intensidad, cuando el imán entra o sale. 

o En el procedimiento del montaje de la figura 4. Vemos la ley de Faraday,primero en el sistema de espiras de la bobina que aumenta el voltaje yconsigo la corriente lo que generara mas campo electromagnético, eneste caso la diferencia de estos elementos y el campo generado hizo

que: el anillo metálico “levitara”, y que las partículas de la espira secalentara e hiciera hervir el agua que llevaba dentro. En esteprocedimiento la ley de Lenz se observa al momento que los anillos vanen sentido contrario del fluyo de la corriente y en el caso en que ningúnagente externo (anillo), porque aunque no haya ningún agente el núcleode hierro produce un campo magnético que el mismo atrae.

o Un factor que nos da discordancia en los resultados calculados yobtenidos, es por el medio de propagación de la corriente. O porquehubo una variación de potencia dentro del transformador.

5/17/2018 Practica No.1 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/practica-no1-55b07d63a7e57 6/8

 

o En los efectos del campo magnético sobre la espira llena de agua vimosque el campo magnético que se ejercía en la espira hacia que esta secalentara, llegando a hervir el agua.

o

Como la corriente y el número de anillos de la bobina primaria y lasegundaria son proporcionales, pudimos ver que el voltaje que seproducía con este transformador reductor era muchísimo más grandeque el que entraba, nos dimos cuenta de la relación; Ip Np = Is Ps. 

o Un transformador permite aumentar o disminuir el voltaje o la intensidadde la corriente, gracias a dos bobinas con cierto número de espiras, yque están basadas en la ley de la inducción. Los efectos

5/17/2018 Practica No.1 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/practica-no1-55b07d63a7e57 7/8

 

Conclusiones

Cuando un objeto o circuito no tiene continuidad (no está cerrado), en el

caso del anillo roto, este no tiene un flujo de corriente lo que hace que elvalor del campo magnético sea cero.

Un campo magnético y/o un campo eléctrico solo es alterado cuando losfactores que implican estos (la corriente o el imán) están en movimiento,de lo contrario el campo generado será igual a cero.

La intensidad de la corriente o el campo magnético aplicado a unasuperficie conductora puede también llegar a producir una alteración enla temperatura del objeto.

Puede que la ley de Faraday y la de Lenz no sea la misma, pero tienengran parecido con respecto al sentido contrario, en que se generan elcampo magnético y el campo eléctrico en un mismo elemento (el campomagnético va perpendicular y en sentido contrario que el campoeléctrico).

El orden de las bobinas cuando un voltaje va a entrar en untransformador es súper importante ya que puede convertirlo en un

transformador elevador, o en su caso contrario en un reductor.

Matemática y teóricamente todos los cambios, procesos y alteracionesde campo magnético, eléctrico, corriente, voltajes, transformadora, etc.van de la mano y además se relacionan unos con otros, dándonos unaventaja al momento de querer hallar algún dato faltante.

5/17/2018 Practica No.1 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/practica-no1-55b07d63a7e57 8/8

 

Bibliografía

Guías, Practicas de Laboratorio de Física III, A.M. Raba P. Pág. 1-8

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