FÍSICA
Electromagnetismo
Construcción
Representación
Descripción
Para este experimento se utilizó una protoboard, alambre de cobre, imanes y un cargador de celular. El experimento se empezó contruyendo la bobina con el alambre de cobre y los imanes. Después de tener la bobina armada, se armaron dos bases con alambre de cobre, para así poder sostener la bobina y más adelante transferir la electricidad del cargador de celular. Se conectó el cargador de 13.83 V para así poder hacer funcionar la bobina. En el momento de conectar el cargador a la protoboard se pudo observar que la bobina empezó a girar a gran velocidad en una misma dirección, además de notar de que la bobina giraba a gran velocidad se pudo notar que después de un tiempo si se tocaba la bobina transmitía calor. Y por otro lado se observo que en el momento en el que la bobina girara, esta se movia de un lado al otro.
Explicación
Un alambre por el cual pasa una corriente, genera un campo eléctrico alrededor de si mismo, pero en nuestro experimento este alambre formaba una bobina, permitiendo que el campo se expanda y sea más fuerte. Al tener un iman cerca, la bobina comienza a interactuar con él por lo que se convierte en un electroiman, pues es gracias a la electricidad que adquiere propiedades magnéticas. Gracias a la configuración que tiene el alambre, es decir la bobina, se permite que adquiera cargas,y al verse atraido por el iman comienza a girar, pero al instante se repele pues la carga del mismo signo llega al campo del iman, es de esta manera como la bobina gira continuamente, hasta que se quiten los imanes o la corriente.
Desde la cinematica podemos analizar este experimento desde el movimiento armonico simple. A continuación las ecuaciones y datos que se tienen.
Radio= 0.6cm
ω= 84 rad/sec
T= 0.07 sec
f= 14.3 Hz
P=0.6*sin(84t)
V=50*cos(84t)
A= -4234*sin(84t)
Tambien podemos encontrar que para que la bobina se pueda mover una fuerza debe estar actuando sobre ella, la cual seria la fuerza magnetica del iman, pero asi mismo se evidencio que la bobina al ser un electroiman aplica tambien una fuerza pero en menor medida que la del iman pues se esta moviendo generando el siguiente enunciado.
F magnetica > F electromagnetica
Por ´último se evaluaron los diversos cambios de energía que el sistema tendria. Al estar en movimiento debe tener energía cinetica y a su vez potencial pues debe compensar, esta energía potencial podria ser gravitacional pero despues de evaluar los valores no es significativa. Como se esta trabajando con electromagnetismo debe haber una energia potencial electrica que venga de la corriente proporcionada y una magnetica que puede venir del iman y de la bobina, y la suma de estas potenciales debe ser igual a la cinetica sin darle importancia al signo(indica quien pierde).
Ek=(1/2)*((50*cos(84t))^2
Ue+Um=(1/2)*((50*sin(84t))^2
ΔEk=-(ΔUe+ΔUm)
Modificación
Como se mencionó anteriormente la bobina esta construida en una protoboard con alambre de cobre, imanes y el cargador de celular de 13.83 V. Para la modificación se ha decido poner una resistencia de 220 ohms en la contrucción de la bobina. Al poner esta resistencia se pudo observar que la bobina giraba más lento, debido a que la función que cumple la resitencia es disminuir la corriente que pasa por el circuíto, lo que quiere decir que la eneregía potencial aumento y por ende la eneregía cinética de la bobina disminuyó.