martes, 26 de abril de 2011

Actividad 9. Campo magnetico


Primer caso:

En el primer caso podemos observar que el campo magnético se hace mayor a medida que aumentamos el porcentaje de magnetismo de la barra. Podemos ver también que las líneas de fuerza salen de un extremo y se curvan para llegar al otro extremo, esto se debe a que las líneas de campo magnético buscan sus polos opuestos (color contrario) cuando salen de los extremos del imán.

En este caso las líneas de fuerza incrementan la intensidad del campo magnético cuando están más próximas hacia el imán y por ende cuando estas líneas de fuerza están más alejadas del imán el campo es mucho más débil.

Segundo caso:

En este caso tenemos una pila conectada a una bobina que a medida que aumenta el voltaje en algunos de los dos sentidos, aumenta la circulación de corriente por la bobina. Esto quiere decir que la circulación de corriente es proporcional a la diferencia de potencial aplicada en los bornes de la bobina. Por otra parte podemos ver que el campo magnético se hace mayor cuando la circulación de corriente por la bobina es mayor. Las líneas del campo magnético cambian su sentido cuando se cambia la polaridad en la bobina, es decir, si hacemos más positivo un extremo de la bobina con respecto al otro.

Como conclusión podemos decir que el campo magnético es proporcional a la circulación de corriente por la bobina y a su vez a la diferencia de potencial aplicada en sus extremos y varía su sentido de acuerdo a la aplicación de potencial en los extremos de la bobina.

La brújula nos sirve como un instrumento indicativo de la variación del sentido de las líneas del campo magnético, cuando cambiamos la polaridad en los extremos de la bobina podemos observar como varia la aguja de la misma.

Actividad 8. Ley de Faraday


Ley de Faraday:

Faraday observo que la variación del flujo magnético a través de la superficie cerrada produce en ella una corriente eléctrica.

Los experimentos de Faraday demostraron que la corriente inducida, o la fuerza electromotriz inducida, dependen de la rapidez en la variación del flujo de campo magnético.

Cuando se produce una variación de flujo del campo magnético a través de una espira, se induce sobre esta una fuerza electromotriz que se opone a dichas variaciones de flujo.

La espira tiende a producir una corriente inducida que crea a su vez un campo magnético que se opone a las variaciones de flujo magnético externo, o atrae a dicho flujo externo.

Esto fue explicado previamente por Lenz en sus experimentos sobre movimiento de campo magnético en una superficie cerrada.

Análisis del experimento:

Cuando movemos el imán rápidamente observaremos que el bombillo prende con más intensidad a diferencia de cuando lo movemos lentamente. Si no movemos el imán notaremos que en el galvanómetro no pasa nada. Esto nos quiere decir que existe una corriente en un circuito siempre que haya un movimiento relativo entre el imán y la espira. La indicación o lectura del galvanómetro es también proporcional a la cantidad de espiras que forman una bobina y a la rapidez con que se producen los cambios.

Actividad 7. Capacitancia


Sin el dieléctrico:

Cuando aumentamos el área entre las placas y mantenemos una separación de 5mm, la capacitancia, diferencia de potencial y cargas aumentan. Si disminuimos el área entre las placas veremos la disminución de las tres variables nombradas anteriormente.

Las placas pueden almacenar mayor cantidad de cargas. La diferencia de potencial se mantiene constante, por lo tanto, aunque las placas aumenten de tamaño el voltaje no varía.

Con el dieléctrico:

Cuando colocamos un dieléctrico de cualquier material observamos que la capacitancia aumenta si incrementamos la diferencia de potencial en la batería, con esto podemos decir que mientras menos diferencia de potencial, menos cargas y menos capacitancia habrá.

Con respecto a los materiales podemos observar que unos materiales almacenan más cargas que otros pero su diferencia de potencial no varía.

sábado, 16 de abril de 2011

Superficies Equipotenciales


Superficies equipotenciales:

Las superficies equipotenciales son aquellas en las que el potencial toma un valor constante. Por ejemplo, las superficies equipotenciales creadas por cargas puntuales son esferas concéntricas centradas en la carga, como se deduce de la definición de potencial (r = cte).

También la podemos definir como el lugar geométrico de los puntos de un campo escalar en los cuales el "potencial de campo" o valor numérico de la función que representa el campo, es constante. Las superficies equipotenciales pueden calcularse empleando la ecuación de Poisson.

 
 Superficies equipotenciales creadas por una carga puntual positiva (a) y otra negativa (b).

Si recordamos la expresión para el trabajo, es evidente que:

Cuando una carga se mueve sobre una superficie equipotencial la fuerza electrostática no realiza trabajo, puesto que la ΔV es nula.

Por otra parte, para que el trabajo realizado por una fuerza sea nulo, ésta debe ser perpendicular al desplazamiento, por lo que el campo eléctrico (paralelo a la fuerza) es siempre perpendicular a las superficies equipotenciales. En la figura anterior (a) se observa que en el desplazamiento sobre la superficie equipotencial desde el punto A hasta el B el campo eléctrico es perpendicular al desplazamiento.

Las propiedades de las superficies equipotenciales se pueden resumir en: 

·         Las líneas de campo eléctrico son, en cada punto, perpendiculares a las superficies equipotenciales y se dirigen hacia donde el potencial disminuye.

·         El trabajo para desplazar una carga entre dos puntos de una misma superficie equipotencial es nulo.
·         Dos superficies equipotenciales no se pueden cortar.

Aplicación:

Una de las aplicaciones más importantes es la del mantenimiento en caliente o en energizado de líneas de transmisión, y consiste en poner a una persona al mismo potencial que el de una línea de transmisión (138000, 230000 y hasta 500000 voltios) generalmente lo hacen con helicópteros, este al no estar en contacto con la tierra (potencial 0), se puede poner al mismo potencial de la línea en una de sus fases y realizar cualquier mantenimiento, siempre y cuando no se acerque ni tope una de las otras dos fases de esta línea.


  
Video:

 En el siguiente video se pudo ver una explicación más clara de cómo es el campo eléctrico en las superficies equipotenciales. El video explica que las superficies equipotenciales son una serie de puntos en el espacio que tienen el mismo potencial, es decir, que cualquier carga que este a una distancia (D) de la carga va a tener el mismo potencial. Por eso su nombre dice EQUI que significa que es equivalente en todos sus puntos.

 Superficies equipotenciales de un dipolo eléctrico.

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