Practica 2

Nombre de la Asignatura LABORATORIO DE MAQUINAS ELÉCTRICAS I

Nombre de la Práctica ELECTROMAGNETISMO

Número de Reporte P002-

LABMAQELEC-CD Fecha de entrega 7/Diciembre/2015

RevisóDr. Juan Carlos Antonio

Jáuregui Correa Autorizó

Dr. Juan CarlosAntonio Jáuregui

Correa

Realizó:

Suárez Soto Jesús Ismael.

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Realizó Revisó Autorizó

Realizó :Suárez Soto Jesús Ismael. P002-LABMAQELEC-CD 1

ALCANCE Tiempo estimado de la práctica: 2 horas. Fecha de realización de la práctica: 3 de Septiembre de 2015.

En este reporte se presentan los resultados obtenidos del experimento realizado en el laboratorio de automatización.

I. En primer lugar se midió la resistencia de la bobina y el foco.II. En segundo lugar se probaron los elementos para ver que sirvieran.

III. Por último, se estableció la fuerza del campo electromagnético de una bobina haciendo uso de una brújula.

El laboratorio de automatización donde se realizó la práctica no contaba con todos los materialesrequeridos, pero cuenta con los componentes de seguridad necesarios.

El presente reporte se centra principalmente en observar la fuerza del campo electromagnético de unabobina haciendo uso de una brújula, realizando modificaciones tanto en su núcleo como en el número devueltas de la bobina ,ya que se requiere establecer un sólido aprendizaje acerca de la distribución delcampo de una bonina

OBJETIVO.

Que el alumno sea capaz de comprender el funcionamiento de los dispositivos empleados en la conversiónde energía eléctrica a mecánica y viceversa por medio de campos magnéticos.

MARCO TEÓRICO.

1. Solenoide: Está formado por una serie de espiras iguales colocadas de forma paralela por las quecircula una corriente. El solenoide permite crear campos magnéticos importantes en su interior.

2. Brújula: Instrumento formado por una aguja imantada suspendida sobre un eje, que gira a causadel campo magnético terrestre y señala siempre aproximadamente la dirección N-S. Sirve paraorientarse sobre la superficie de la Tierra.

3. Campo eléctrico: Región del espacio en la que se dejan sentir las fuerzas de atracción o repulsiónque una carga eléctrica ejerce sobre otra de distinto o igual signo, respectivamente, situada en otropunto de ese espacio.


4. Campo electromagnético: Espacio en el que se dan simultáneamente un campo eléctrico y otromagnético estrechamente relacionados entre sí.

MATERIALES Y EQUIPO.

Cable de cobre, calibre Nº 14 AWG. 1 Fuente de CD o batería. 1 Solenoide (bobina). 1 Barra de Hierro (laminaciones). 1 Interruptor de porcelana 1 T – 1 P. 1 Flujometro. 1 Foco.

Fig 1. Herramientas de trabajo.


METODOLOGÍA.

a. Armar el circuito de la figura 2.b. Hacer circular una corriente eléctrica en el solenoide, e introducir un metal capaz de ser

magnetizado colocado en el centro, hasta que adquiera la propiedad de atraer objetosmagnéticos, mientras el circuito eléctrico está cerrado.

Figura 2. Circuito de magnetización de un metal con un solenoide.

c. Armar el circuito de la figura 3.d. Acerque la brújula al conductor y observar la dirección del campo.e. Repite el inciso (4) pero invierte la polaridad.

Figura 3. Circuito de comprobación de la existencia del campo magnético.


RESULTADOS.

Leyendo y realizando la metodología del manual de practicas de maquinas eléctricas I se obtuvieron lossiguientes resultados.

Realizando el inciso “a” de la metodología, el circuito real quedo así:

Fig 4. Circuito de magnetización de un metal con un solenoide real.

En la Figura 4 se observa que se hizo circular una corriente eléctrica en el solenoide, por medio de unafuente de corriente directa. Se introdujo un metal capaz de ser magnetizado colocándolo en el centro, hastaque adquiera la propiedad de atraer objetos magnéticos, mientras el circuito eléctrico está cerrado.


Fig 5. Imán utilizado para comprobar el efecto de magnetización del metal.

Tiempo después de haber suministrado el voltaje a través de la bobina, probamos con un materialferromagnético (en este caso un imán mostrado en la figura 5) acercándolo a un extremo de la bobina paracomprobar que la corriente que circula a través de la bobina magnetizo el elemento metálico que seintrodujo dentro de la bobina.

Fig 6. Brújula siendo afectada por el campo magnético de la bobina.

Ya magnetizado el metal que se encontraba dentro de la bobina, usamos una brújula para comprobar que elcampo magnético dentro de cierta área es diferente en distintos puntos del campo.. Con ello también


podemos comprobar que a mayor voltaje aplicado en la bobina , el campo magnético tendrá mayor alcancey viceversa.

Fig 7. Medición del campo magnetico.

Con un flexometro medimos la distancia a la cual la bobina empieza a afectar a la brújula, luego se midedel siguiente lado para comprobar que el campo magnético es uniforme en un punto que esta a la mismadistancia que el primero .

También se pasa la brújula por las puntas de la bobina para poder comprobar que en estos puntos la bobinano ejerce ningún efecto sobre la brújula.

Los resultados que se obtuvieron en la magnetización del material metálico dentro de la bobinafueron los siguientes:

• 7.2 V ± 10 mV fueron necesarios para empezar a magnetizar el metal interno, con una fuerza deatracción muy pequeña como resultado.

• 10.4 V ± 10 mV fueron suficientes para que el material se magnetizara con una gran fuerza.

Los resultados que obtuvimos por el efecto del campo magnético de la bobina sobre la brújula sonlos siguientes.

• A partir de los 40 cm ± 1mm de distancia con respecto a la bobina, la brújula empezó a ser afectadapor los campos magnéticos generados por la bobina, esto afectaba de forma uniforme y alrededorde ella.

• En los extremos de la bobina NO EXISTE campo magnético alguno, ya que el campo solo seejerce en dirección trasversal al cable que la rodea, y no en sus extremos. La brújula no se veíaafectada cuando pasaba por los extremos.

• Los cables de alimentación del circuito armado también presentaron uncampo magnético sobreellos, pasando la brújula alrededor de ellos esta se veía afectada.


Las medidas de las escalas de los instrumentos que se utilizaron :

Fuente de Poder

•Rango en Voltaje: 0 – 30V (con resolución ±10 mV)

•Rango en Corriente: 0 – 3ª(con resolución ±10 mA)

Multímetro

•Resolución en Resistencia Medida: ±100 mΩ

CUESTIONARIO.

1. Explicar lo observado en el circuito armado de la figura 2.

• Se crea un electroimán por influencia de una corriente eléctrica.

Para imantar utilizando este método se procede de la siguiente manera:

Se toma un alambre, por ejemplo No. 16, aislado y se enrolla sobre una barra de hierro o acero. Losextremos del alambre se conectan a los bornes de una batería o cualquier otra fuente de corrientecontinúa.

Sabemos que los cuerpos están compuestos por átomos y éstos a su vez están compuestos deprotones y electrones. Cada uno de estos elementos tiene carga o dominios eléctricos, que sumadosdan una infinidad de dominios o cargas eléctricas.

En un trozo de hierro desmagnetizado hay infinidad de dominios eléctricos, orientados en formadesordenada. En consecuencia en todas partes los polos norte y sur se neutralizan.

Cada región o dominio magnético tiene una supuesta pared, que los separa del dominio adyacente.

Para imantar un trozo de hierro basta con ordenar en un mismo sentido una gran cantidad dedominios. Esto se logra por la influencia de un campo magnetizante-externo, ya sea el de un imán oel generado por una corriente eléctrica. Cuando el campo magnético es lo suficientemente intensocomo para ordenar todos los dominios, se dice que el trozo, de hierro ha llegado a su límite desaturación, ya que no hay más dominios eléctricos para ordenar. La corriente, al circular en unasola dirección, ordenará las moléculas de la barra de tal modo que ésta queda magnetizada. .

Este método se utiliza para magnetizar piezas grandes, para obtener imanes potentes. .

2. Explica el fenómeno al invertir la dirección de la corriente en la bobina.

• Solo se re ordenan los dominios del material inducido y cambia la polaridad.


3. Explicar lo observado en el circuito armado de la figura 3.

• La corriente que corre sobre los cables produce un campo magnético el cual hace que la brújula sevea afectada.

4. Explica el fenómeno que sucedió al invertir la corriente.

• Solo se re ordenan los dominios del material inducido y cambia la polaridad.

5. Explicar la relación que existe entre la electricidad y el magnetismo.

• La corriente eléctrica es un flujo de electrones que circula por un conductor, como un cable. Elmagnetismo, en cambio, no es una corriente eléctrica por un conductor, sino una energía radianteque forma un campo o influencia alrededor de un imán o de un conductor eléctrico.

Puede existir magnetismo sin corriente eléctrica cinculando por un conductor ( en el caso de unaimán); pero no puede existir corriente eléctrica sin magnetismo, ya que aquella siempre induce uncampo magnético a su alrededor y también, un campo magnético que pase a través de un cable oalambre, inducirá o generará una corriente eléctrica sobre dicho conductor.

CONCLUSIONES.

• Las variables Voltaje, Numero de vueltas y el núcleo influyen directamente en el campo magnéticoque se genera alrededor de la bobina

• Entre mayor diferencia de potencial exista, mayor es el campo,

• Entre mayor sea el número de vueltas y la densidad de núcleo ,existirá un campo magnetico masfuerte.

• Observamos que la brújula se movía hacia los polos del electroimán.

BIBLIOGRAFÍA.https://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080317130049AAUiId8


https://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080317130049AAUiId8

Practica 2

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