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Laboratorio de Física con Ordenador
Experiencia P30: Inducción electromagnética
Cuaderno del alumno
Experiencia P30: Inducción electromagnética
Sensor de Voltaje
Tema
Electromagnetismo
DataStudio
P30 Induction.DS
ScienceWorkshop (Mac)
P41 Induction - Magnet
Equipo necesario
Sensor de Voltaje (CI-6503)
Laboratorio Electrónico AC/DC (EM-8656)
Cant.
1
1
ScienceWorkshop (Win)
P41_INDU.SWS
Equipo necesario
Imán, alnico (EM-8620)
Cant.
2
IDEAS PREVIAS
Cuando la electricidad atraviesa un conductor se puede detectar un campo magnético a su
alrededor. Micheal Faraday fue uno de los primeros científicos en invertir el proceso. La esencia
de este trabajo es dar contestación a las siguientes preguntas:
Se puede hacer circular electricidad por un conductor para generar un campo
magnético. ¿Es posible invertir el proceso? ¿Puede utilizarse un cable y un imán
para generar electricidad?
Anote sus respuestas en la sección Informe de Laboratorio.
El objetivo de esta experiencia es medir la Fuerza Electromotriz (FEM) inducida en una bobina
cuando un imán cae a través del interior de la bobina.
FUNDAMENTO TEÓRICO
Cuando un imán atraviesa una bobina se produce una variación en el
flujo magnético a través de la bobina que genera una Fuerza
Electromotriz en la misma. De acuerdo con la Ley de Inducción de
Faraday:

 N
t

donde  es la FEM inducida, N es el número de vueltas del hilo de la

bobina, y
es la velocidad con que varía el flujo a través de la
t
bobina.
P30
©1999 PASCO scientific
p. 289
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En esta experiencia, se realizará una curva de FEM frente a tiempo y se determinará el área bajo
la curva por integración. Esta área representa el flujo:
 t  N
RECUERDE

Siga las instrucciones de utilización del equipo.
PROCEDIMIENTO
Utilice el sensor de Voltaje para medir el voltaje (FEM) inducido en una bobina al mover un
imán en su interior. Utilice DataStudio o ScienceWorkshop para registrar, mostrar y analizar los
datos.
PARTE I: CONFIGURACIÓN DEL ORDENADOR
1.
Conecte el interfaz de ScienceWorkshop al ordenador, encienda
el interfaz y luego encienda el ordenador.
2.
Conecte la clavija DIN del sensor de Voltaje al Canal Analógico
A del interfaz.
3.
Abra el archivo titulado:
DataStudio
P30 Induction.DS
ScienceWorkshop (Mac)
P41 Induction - Magnet
ScienceWorkshop (Win)
P41_INDU.SWS

El archivo DataStudio contiene el Workbook. Lea las instrucciones en el Workbook.

El archivo ScienceWorkshop se abre con una gráfica de voltaje frente a tiempo y un display
digital del voltaje.

La recogida de datos está fijada en 200 Hz. La Condición de Inicio está fijada para
comenzar cuando el voltaje sea 0.05 voltios. La Condición de Finalización está fijada para
terminar cuando el tiempo sea igual a 0.4 segundos.

Nota: En DataStudio, los datos recogidos durante los 0.3 segundos anteriores a la
Condición de Inicio también se registrarán.
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PARTE II: CALIBRADO DEL SENSOR Y MONTAJE DEL EQUIPO

No se necesita calibrar el sensor de Voltaje.
Imán
VOLTAGE
SENSOR
Sensor de
ALLIGATOR
CLIPS
voltaje.
Bobin
Bobina
a
Pinzas de
cocodrilo
TO
CHANNEL A
Al canal A
1.
Fije las pinzas de cocodrilo en los extremos de los bornes del sensor de Voltaje.
2.
Fije un borne del sensor de Voltaje a una conexión que hay junto a la bobina en el circuito.
Fije el otro borne del sensor de Voltaje a la otra conexión que hay junto a la bobina.
3.
Monte el circuito de modo que la esquina donde se encuentra la bobina esté más allá del
borde de la mesa y el imán pueda caer libremente por el interior de la bobina.
•
El imán se dejará caer a través de la bobina. Asegúrese de que el imán no golpea el suelo, ya que
podría romperse.
PARTE III: RECOGIDA DE DATOS
1.
Sostenga el imán de modo que el polo sur quede 2 cm por encima de la bobina.
•
Nota: Si utiliza el imán PASCO Modelo EM-8620 el polo norte viene marcado por una pequeña
muesca cerca de uno de los bordes. En la primera serie, sostenga el imán con la muesca hacia
arriba.
2.
Comience la recogida de datos. Deje caer el imán a través de la bobina.

La recogida de datos comenzará cuando el imán pase a través de la bobina y el voltaje
alcance 0.05 V. La recogida de datos finalizará automáticamente pasados 0.5 segundos.
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ANÁLISIS DE DATOS
1.
Ajuste la gráfica para mostrar el área bajo la curva de voltaje frente
a tiempo.

En DataStudio, haga clic en el botón ‘Statistics menu’ (
seleccione ‘Area’.

En ScienceWorkshop, haga clic en el botón ‘Estadísticas’ (
)
para abrir el área estadística a la derecha de la gráfica. Haga clic en el botón ‘Autoescala’
(
)y
) para ajustar la escala de la gráfica a los datos. En el área
estadística, haga clic en el botón ‘Menú de Estadísticas’ (
Seleccione ‘Integración’ en el menú.
).
2.
Dentro de la gráfica, utilice el cursor para seleccionar un área
rectangular que incluya el primer pico de la curva de voltaje.
3.
En DataStudio, el valor ‘Area’ aparecerá junto a la gráfica. En
ScienceWorkshop, el ‘área’ bajo la curva del primer pico aparecerá en el área estadística
bajo ‘Integración’ a la derecha de la gráfica.
4.
Registre el resultado de la integración en el primer pico.
Integración (primer pico) = __________ V*seg
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5.
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Repita el procedimiento para determinar el área bajo el segundo pico. Registre el valor
obtenido.
Integración (segundo pico) = __________ V*seg
Anote sus resultados en la sección Informe de Laboratorio.
OPCIONAL
Repita el procedimiento de recogida de datos y análisis con las siguientes variaciones:

Junte dos imanes por sus polos sur con cinta aislante o cello.

Junte los dos imanes por sus polos norte y sur respectivamente.
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Informe de Laboratorio
Experiencia P30: Inducción
IDEAS PREVIAS
Cuando la electricidad atraviesa un conductor se puede detectar un campo magnético a su
alrededor. Micheal Faraday fue uno de los primeros científicos en invertir el proceso. La esencia
de este trabajo es dar contestación a las siguientes preguntas:
Se puede hacer circular electricidad por un conductor para generar un campo
magnético. ¿Es posible invertir el proceso? ¿Puede utilizarse un cable y un imán
para generar electricidad?
Datos
Integración (primer pico) =
V*seg
Integración (segundo pico) =
V*seg
CONCLUSIONES Y APLICACIONES
1.
¿Son iguales el flujo de entrada y el flujo de salida?
2.
¿Porqué es más alto el pico de salida que el pico de entrada?
3.
¿Porqué es opuesta la dirección de los picos?
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