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School
San Sebastián University, Valdivia**We aren't endorsed by this school
Course
INGENIERIA 120
Subject
Arts & Humanities
Date
Dec 29, 2024
Pages
15
Uploaded by JARILLA
Electromagnetismo y ondasEvaluación FinalAlumno: José Jara SantiCarrera: Ingeniería Eléctrica
INSTRUCCIONES GENERALESInstrucciones:Parte 1: Ingresa a la página https://phet.colorado.edu/es/simulations/faradays-lawParte 2: Ingresa a la página https://phet.colorado.edu/es/simulations/magnet-and-compass/activitiesEl trabajo es de carácter individual y fundamentado con la teoría estudiada.PARTE I: Ley de FaradayTema:Aplicación de la ley de FaradaySimulación PhET (nombrey enlace):https://phet.colorado.edu/es/simulations/faradays-law
Durante 5 minutos abre la simulación PhET: LeydeFaradayexplora la ventana, y reflexiona ¿de qué se tratan la simulación?Alumno debe entregar su reflexión respecto al cumplimiento de la ley de FaradayEl simulador trata de explicar o señalar el movimiento de un imán dentro de02 bobinas de cobre, una bobina con mayor número de vueltas y otra conmenor número de vueltas. Al insertar verticalmente el imán dentro deambas bobinas, podemos decir que se crea un campo electromagnéticoque se traduce en luz eléctrica. La bobina que dará un mayor brillo al focoes la que tiene mayor número de vueltas.
Después de tu exploración: busca la forma de dejar la simulación en suscondiciones iniciales de uso. Recuerda… nada de la simulación PhETse daña.1.Observa la imagen. Verifica con la simulación¿Qué sucederá con la bombilla si introduce el imán dentro de la bobina? Fundamenta.Razona tu respuestaAl acercar el imán al cobre de la bobina o alejarlo también (movimiento vertical), se produce en el interior de éste una corriente eléctrica que circula por sus terminales y llega a la ampolleta, quien tiene como resultado la intensidad eléctrica expresada en luz. Se puede denominar e ello, inducción eléctrica.
2.De acuerdo a tu experiencia y según la imagen responde. Verifica tus respuestas con la simulación y fundaméntalas.a.Predice quelecturadaráelvoltaje siintroduce elimánenposición:Razona tu respuestaRazona tu respuestaPositivo al acercarlo, negativo al alejarlo.b.Observa la imagen.¿cuálmovimientodel imándentro de labobina daráun mayorbrillo albombillo?Verifica tusrespuestascon lasimulaciónSelecciona tu respuesta:a.horizontalmenteb.verticalmentec.en círculosd.No importa el movimientoRazona tu respuestac.Observa la imagenCuando estádentro de laSelecciona tu Negativo al acercarlo, positivo al alejarlo.
bobina ¿encuál parte delimán sepresentamayor brillodel bombillo?Verifica tusrespuestas conla simulaciónrespuesta:a.En los polosb.En el medioc.No varia el brillod.Ninguna de las anterioresRazona tu respuestaEsto se debe a que en los polos del imán el campo magnético es mayor o mas fuerte, lo que se traduce en una mayor corriente en la bobina y en un m ayor brillo en la ampolleta.
12Observa la imagenPredice ¿Qué pasaría con la bombilla y el voltaje si introduce elimán…? Verifica con la simulación y fundaméntalas.Bobina unoRazona tu respuestaEl voltaje aumentara o disminuirá dependiendo del polo que ingrese primero a la bobina y ese voltaje dependerá de la velocidad con la que se introduzca el imán y la intensidad del campo magnético del imán. Cuando el voltaje inducido es suficiente, encenderá la bombilla.Bobina dosRazona tu respuestaEl voltaje aumentara o disminuirá dependiendo del polo que ingrese primero a la bobina, pero a diferencia de la bobina uno, en esta el voltaje se traduce en valor máximos. Ese voltaje dependerá de la velocidad con la que se introduzca el imán y la intensidad del campo magnético del imán, aunque ya con la ayuda de la cantidad extra de vueltas del inductor, la velocidad no es un factor preponderante en el brillode la bombilla, este siempre será alto.
3.¿tiene alguna relación el número de vueltas de la bobina y el brillo de la bombilla?Verifica con la simulación y fundamenta.Razona tu respuestaAl tener menos vueltas el espiral, cuando el imán se desplaza dentro deestas va a generar una menor corriente eléctrica que se verá reflejada en elbrillo de la bombilla; esto quiere decir que mientras se tiene menor númerode vueltas de la bobina, se produce menor corriente eléctrica (menor brillode la bombilla); y si este es mayor, mayor corriente eléctrica existirá(mayorbrillo de la bombilla).4.Observa las imágenesDescribe al menos dos formas distintas para obtener lectura de voltajes máximas y la mayor iluminación de la bombilla:Descripción del procedimiento:Proceso unoMover el imán con mayor rapidez dentro y fuera del campo magnético de la bobina, induciendo una mayor cantidad de corriente eléctrica en el circuito.
Proceso dosUtilizar una bobina con un mayor número de vueltas, a mayor cantidad de vueltas, mayor será el voltaje y el brillo de la ampolleta.
5.De acuerdo con lo trabajado, fundamenta la siguiente pregunta ¿Quéprincipio del magnetismo usan las brújulas?Las líneas de la cuadrícula de un mapa están distribuidas en líneasde norte-sur. La aguja que posee características imantadas de unabrújula señala el norte y esta alineada con las líneas del campomagnético de la tierra.Las brújulas funcionan bajo el principio del magnetismo terrestre, elcual se produce por el movimiento del hierro fundido en el núcleo dela Tierra. Los polos de cargas iguales se repelen y los de cargasdistintas se atraen.La brújula apunta al norte porque la aguja magnetizada se colocaparalela a la dirección del campo magnético natural de la Tierra.6.Realiza a lo menos dos conclusiones de lo observado y trabajado en esta simulación y fundamentadas con la teoría estudiada en las clases.1.- Gracias al experimento de Faraday podemos tener una noción clara sobre el electromagnetismo, pudiendo observar en las simulaciones el funcionamiento de un imán en uno o varias espiras.La inducción electromagnética es fundamental para generar electricidadmediante el movimiento de un imán en una bobina.2.- También podemos concluir que una bombilla va a tener mayor o menorluminosidad dependiendo del número de vueltas del inductor de cobre quecompone una bobina.La orientación y el número de vueltas de una bobina afectan significativamente la intensidad del campo magnético y la generación de corriente eléctrica.
PARTE 2: Imanes y brújulaTema:Aplicaciones del magnetismo.Simulación PhET (nombrey enlace):https://phet.colorado.edu/es/simulations/magnet-and-compass/activitiesDurante 5 minutos abre la simulación PhET: Imanes y brújula explora la ventana, y reflexiona ¿de qué se tratan la simulación?La simulación muestra cómo las líneas del campo magnético se distribuyenalrededor de un imán y cómo una brújula responde a estos campos.
Ingresa a la simulación y observa como son las líneas del campo magnético.a.Dibuja lo observado cuando el imán esta de Norte a sur y viceversa.Las líneas del campo magnético salen del polo norte del imán y entran en el polo sur, formando bucles cerrados. Cuando el imán esta de sur a norte, las líneas de campo magnético ahora salen del polo sur y entran en el polo norte.
b.Mueve el imán en diferentes direcciones y describe lo que ocurre con las líneas del campo magnético.Cuando movemos el imán en diferentes direcciones, las líneas decampo magnético se van orientando para seguir el nuevoposicionamiento del imán. Si por ejemplo lo movemos de formahorizontal las líneas de campo se mantendrán alineadas desde el polonorte hacia el polo sur del imán; se desplazarán en la misma direcciónmanteniendo su forma curva que lo caracteriza.Si el movimiento fuese vertical, las líneas de campo seguirán elmovimiento del imán ajustándose para salir del polo norte y entrar en elpolo surSi rotamos el imán, o invertimos la polaridad, las líneas girarán tambiénpara seguir la orientación de los polos.c.Pincha el medidor de campo magnético, luego mide en 5 posiciones diferentes anotando su valor.BBXBYANGULO3.293.29-0.05-0.9212.69-12.69-0.16-179.294.773.98-2.63-33.404.703.912.6233.8716.51-16.49-0.88-176.94d.¿Qué conclusiones puedes entregar con tus resultados? Fundamenta con la teoría estudiada en las clases.Las líneas del campo magnético son más densas cerca de los polos delimán, indicando un campo más fuerte. La dirección y la intensidad delcampo magnético cambia según la orientación del imán.
Con las distintas mediciones podríamos predecir la dirección del campomagnético para diferentes ubicaciones alrededor de una barra imantada yun electroimán, o en este caso, las ubicaciones alrededor del campomagnético de la tierra y la brújula.