Reporte Laboratorio III Autoinducción e Inducción Mutua

Cálculo y Física III | Reporte de Laboratorio III | Autoinducción e Inducción Mutua
Rodríguez Medina, Víctor Hugo | Orozco Contreras, David Humberto | Osorio Sevilla, Roberto José |
Mendoza López, Marco Antonio | Página 1
Resumen
Los fenómenos electromagnéticos son una combinación entre los eléctricos y los
magnéticos, el estudio de los mismo son de alta complejidad, sin embargo para
poder brindar una mayor posibilidad a los estudiantes de obtener un aprendizaje
significativos se presenta este informe de practica de laboratorio el cual detalla los
ejercicios realizados y estudiados mediante un appled que incluían la Autoinducción
e Inducción mutua, y estas a su vez contenían los temas de la Autoinducción en
circuitos R-L, Oscilación eléctrica en Circuitos R-C y Circuitos LCR en serie
Resonancia, donde se insertaron valores específicos para cada una de las
aplicaciones propuestas mediante el sitio interactivo “Física con Ordenador”.
1. Introducción
En el presente informe se detalla el estudio que se realizó del electromagnetismo y
sus aplicaciones mediante un entorno interactivo de aprendizaje que facilito
conocer las definiciones de los términos involucrados en la practicas, para de esa
manera construir un marco teórico que es la referencia para el análisis de los
resultados obtenidos en la aplled.
Asimismo se presentan los resultados de las practica realizadas, mejorando de esta
manera la asimilación de los temas, ya que tan solo con teoría no se obtiene un
aprendizaje significativos, por tal motivo se realizaron estos ejercicios prácticos cuyo
objetivo principal es de cultivar un saber en los y las estuantes del curso de cálculo
y física III. A continuación se deja ante usted el presente informe de practica de
laboratorio, esperando que sea de tu total comprensión y aprovecho.
Autoinducción e Inducción mutua

2. Objetivos
 Estudiar con un programa virtual interactivo el electromagnetismo y sus
aplicaciones.
 Conocer definiciones sobre temas relacionados al electromagnetismo
 Presentar resolución de ejercicios prácticos en relación al tema.
3. Marco Teórico
3.1.Electromagnetismo
El electromagnetismo es el estudio de los fenómenos eléctricos y magnéticos
causados por cargas eléctricas en reposo o en movimiento. (Cheng, 1997)
Sus fundamentos fueron dados a conocer por primera vez por Michael Faraday y
formulados por primera vez de forma completa por James Clerk Maxwell. La
formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan
el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales
(corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas
como ecuaciones de Maxwell. (Ecured, 2014)

Las ondas electromagnéticas viajan en el vacío a la velocidad de la luz y transportan
energía a través del espacio. La cantidad de energía transportada por una onda
electromagnética depende de su frecuencia (longitud de onda): entre mayor su
frecuencia mayor es la energía.
3.2.Autoinducción
Autoinducción es un fenómeno electromagnético que se presentan en determinados
sistemas físicos como por ejemplo circuitos eléctricos con una corriente eléctrica
variable en el tiempo. En este tipo de sistemas la variación de la intensidad de la
corriente produce un flujo magnético variable, lo cual a su vez genera una fuerza
electromotriz (voltaje inducido) que afecta a su vez a la corriente eléctrica que se
opone al flujo de la corriente inicial inductora, es decir, tiene sentido contrario. En
resumen, la autoinducción es una influencia que ejerce un sistema físico sobre sí
mismo a través de campos electromagnéticos variables. (Cruz , 2013)
3.3.Inductancia Mutua
Si por una bobina fluye una corriente que varía en el tiempo, se produce un flujo
magnético y por ende un voltaje en esta. Si acercamos otra bobina observamos que
las líneas de flujo inciden de manera que recíprocamente en esta se induce un
voltaje y si existe trayectoria posible, también existirá una corriente. El voltaje que
se induce en la segunda bobina es proporcional al cambio de la corriente de la
primera bobina. (Universidad Nacional de Colombia, 2014)

Si se relaciona el voltaje inducido en la segunda bobina con la corriente circulante
de la primera bobina, se establece un coeficiente de inductancia mutua llamado M,
este coeficiente relaciona el voltaje inducido a un lado del circuito con la corriente:
3.4.Osciladores LC
Los osciladores LC se basan en la utilización de un circuito resonante. La
frecuencia de oscilación viene dada por:
Todos los osciladores involucran uno o más elementos almacenadores de energía.
En forma general se pueden clasificar según el tipo de almacenadores. Tenemos,
así, los osciladores LC, que utilizan capacitores e inductores, y los osciladores RC,
que utilizan capacitores y resistores. En esta sección trataremos los LC. (Miyara,
2004)
4. Marco Metodológico
Para el procesamiento de los datos a fin de obtener los resultados de las
aplicaciones web se utilizó la navegación en internet por medio de Google Chrome,
asimismo el complemento Java a fin de lograr la ejecución eficaz de las aplicaciones
Autoinducción e Inducción mutua en el sitio web, Física con Ordenador. Para la
elaboración del documento se utilizó el procesador de texto Microsoft Word en su
versión 2013. El proceso para la realización de la práctica, primeramente se
introdujeron los datos tal cual lo planteaba el ejercicio, posteriormente se consultó
la bibliografía a modo de analizar dichos gráficos.

5. Resultados
5.1.Actividad I
Se Introdujo una señal cuadrada en el circuito RL, se observó el establecimiento y
caída de una corriente en un circuito. Representamos conjuntamente la FEM Vo y
la diferencia de potencia en los extremos de las resistencias VR=IR en la pantalla
de un osciloscopio.
Se introdujo:
 La resistencia R en Ω
 La autoinducción L (en mH ó 10-3H)
 La fem Vo en voltios
 La frecuencia F en Hz de la señal cuadrada, el periodo P es la inversa de la
frecuencia P=1/f.
Ilustración 1: Proceso de Carga y Descarga FEM 5.5 mH
En la ilustración uno se observa el proceso de carga y descarga de una señal a
partir de una resistencia 2.0 Ohm, con una frecuencia de 10 Hz y una corriente
variable que produce la fem inducida (autoinducción) de 5.5 mH.

Ilustración 2: Proceso de Carga y Descarga, frecuencia
La ilustración dos muestra el proceso de carga y descarga de una señal a partir de
una resistencia 2.0 Ohm, con una frecuencia de 40 Hz y una corriente variable que
produce la fem inducida (autoinducción) de 5.5 mH
5.2.Actividad II
Se introdujo
 La capacidad C del contenedor, actuando sobre la barra de desplazamiento
titulada Condensador
 La autoinducción L, actuando sobre la barra de desplazamiento titulada
autoinducción
 La carga inicial del condensador se ha fijado en el programa
Ilustración 3: Carga y Descarga Circuito LC

En la ilustración 1 se observar el proceso de carga y descarga de las ondas
oscilaciones de un circuito LC. Usando una corriente variable que produce la FEM
inducida (autoinducción) de 5.5 mH y una capacidad de 0.8.
5.3.Actividad III
En el applet se introdujo los siguientes datos:
 Resistencias en Ω
 Capacidad en microfaradios (10-6F)
 Autoinduccion en mH(10-3H)
 El cociente w/wo entre la frecuencia w del generador ya la frecuencia propia
del circuito wo
Ilustración 4: Diferencia de potencia y proceso de carga y descarga Circuito RLC
Se puede observar la diferencia de potencial y el proceso de carga y descarga
(intensidad) en el circuito en serie RLC. Con una inducción de 5.0 Mh, con una
resistencia de 1.5 ohm, además de utilizar un capacitor de 40 µf.

6. Conclusiones
Finalmente se eestudiaron los fenómenos electromagnetismo y sus aplicaciones
mediante el programa virtual interactivo “Física con Ordenador” el cual brindo un
entorno más amigable y comprensible para estos temas. Asimismo se conoció
las definiciones necesarias sobre temas relacionados al electromagnetismo a fin
de aclarar términos y conceptos desconocidos, a modo de presentar resultados
de los ejercicios prácticos en relación al tema logrando un conocimiento
significativo.
7. Referencia Bibliográfica
Cruz , A. (03 de 2013). AUTOINDUCCION ELECTROMAGNETICA. Obtenido de AUTOINDUCCION
ELECTROMAGNETICA:
http://autoinduccionelecamazonas.blogspot.com/2013/03/definicion.html
Cheng, D. (1997). Fundamentos de Electromagnetismo para Ingenieria. Mexico: Addison Wesley
Longman. Obtenido de
http://books.google.com.ni/books?id=8aipFzSCKnkC&printsec=frontcover&dq=electroma
gnetismo&hl=es&sa=X&ei=nggqU9PVI4T4kQe9oYCACQ&ved=0CDQQ6AEwAg#v=onepage
&q=electromagnetismo&f=false
Ecured. (03 de 2014). Conocimiento con todos y para todos. Obtenido de Ecured:
http://www.ecured.cu/index.php/Electromagnetismo
Miyara, F. (2004). Universidad Nacional de Rosario. Obtenido de Escuela de Ingeniería Electrónica:
http://www.fceia.unr.edu.ar/enica3/oscilad.pdf
Universidad Nacional de Colombia. (03 de 2014). Dirección Nacional de innovación Académica.
Obtenido de Circuitos Eléctronicos II:
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2001603/lecciones/cap7/cap7lec2/cap7
lec2.htm

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