A4 3-Los estudiantes - Elfego Familia Abraham

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Objetivos: 
1. Realizar observaciones cualitativas del fenómeno de la inducción de 
Faraday en un applet. 
 
Marco Teórico 
 
Materiales y equipos 
1. Computadora 
2. Acceso a internet 
3. Acceso a bibliotecas virtuales 
4. Software de hoja de cálculo 
 
Indicaciones 
 
1. Realizar una investigación documental de los siguientes temas: 
Deducción de la Ley de Inducción de Faraday. Con tal información 
deberá realizar la introducción del reporte de la actividad. 
 
INTRODUCCIÓN: 
En este trabajo estaremos hablando sobre la deducción de la Ley de 
Inducción de Faraday la cual establece que la tensión inducida en un circuito 
cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el 
tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el 
circuito como borde. 
 
El experimento de Faraday, muestra la inducción entre dos bobinas: La 
batería (derecha) aporta la corriente eléctrica que fluye a través de una 
pequeña bobina (A), creando un campo magnético. Cuando las espiras son 
estacionarias, no aparece ninguna corriente inducida. Pero cuando la 
pequeña bobina se mueve dentro o fuera de la bobina grande (B), el flujo 
magnético a través de la bobina mayor cambia, induciendo una corriente que 
es detectada por el galvanómetro (G) 
 
 
donde: 
● es el campo eléctrico, 
● es el elemento infinitesimal de longitud del circuito representado por 
el contorno ​C​, 
● es el campo magnético, 
● es una superficie arbitraria, cuyo borde es ​C​. Las direcciones del 
contorno ​C​ y de están dadas por la regla de la mano derecha. 
 
Fórmula de la ley de Faraday 
La ley de Faraday usualmente se expresa mediante la siguiente fórmula: 
FEM (Ɛ) = dϕ/dt 
En donde ​FEM​ o ​Ɛ​ representan la Fuerza Electromotriz inducida (la tensión), 
y ​dϕ/dt​ es la tasa de variación temporal del flujo magnético ​ϕ​. 
 
2. Ingresar al applet 
https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/faraday/latest/faraday.html 
y seleccionar la opción laboratorio electromagnético de Farady (Faraday’s 
Elegtromagnetic Lab), presionar el botón start, seleccionar la pestaña Bobina 
inducida (Pickup coil) y mover con el ratón el imán, observar lo que sucede 
con el foco. 
 
De derecha a izquierda 
 
 
De izquierda a derecha 
 
3. Invertir la polaridad del imán y observar lo que sucede con el foco. 
 
Solo al ser introducido hay un momento de encendido, más sin embargo esto 
no dura mucho tiempo. 
 
Aquí podemos observar como el foco no está encendido, solo al deslizarlo 
existe un pequeño encendido pero no dura más de un segundo. 
 
4. Modificar el área de la bobina (loop Area), observar lo que sucede con 
el foco. 
 
Tiene un área de 20 
 
 
Al ser introducida nos damos cuenta que el foco enciende, pero al poco 
tiempo se apaga nuevamente. 
 
Ahora tiene un área de 100 y observamos que pasa lo mismo que cuando 
tenía 20. 
 
De igual manera al ser introducido el alcance del encendido es muy poco y la 
duración también. 
 
5. Modificar la magnitud del campo magnético 𝐵 al desplazar el botón de 
fuerza de barra imantada. Observar lo que sucede con el foco. 
 
 
 
Al desplazarla para introducirla es cuando el foco tiene una intensidad alta. 
 
Al alejar la barra imantada el foco no enciende. 
 
6. Modificar el número de vueltas 𝑁 de la espira y observar lo que 
sucede con el foco. Llenar la tabla 1 con las observaciones realizadas. 
 
 
Está ahora tiene 3 espirales, alcanza mayor intensidad al ser introducida la 
barra imantada en los espirales. 
 
 
7. Reflexione sobre las observaciones realizadas en el paso anterior 
para llenar la tabla 2. 
 
8. Ingrese al applet 
https://phet.colorado.edu/sims/html/faradays-law/latest/faradays- 
law_es.html y llene la tabla 3. 
 
9. Ingresar al applet 
https://ww.walter-fendt.de/html5/phes/electricmotor_es.htm​ y 
explicar la animación. 
A) ¿Qué es lo que se muestra en el applet? 
En el applet se simula el funcionamiento de un motor de corriente 
continua elemental. En lugar de un armazón con un núcleo de hierro y 
 
https://www.walter-fendt.de/html5/phes/electricmotor_es.htm
muchos bobinados, hay una única espira conductora cuadrada girando 
alrededor de un eje. 
 
B) ¿Cuál es el tipo de conversión de la energía? 
Las flechas rojas indican el sentido convencional de la corriente (de 
más a menos). Las líneas de campo magnético aparecen en rojo, 
dirigiéndose desde el polo norte (pintado en azul) hacia el polo sur 
(pintado en verde). Las flechas de color negro representan la fuerza de 
Lorentz que se ejerce sobre un conductor por el que circula una 
corriente eléctrica situado en el seno de un campo magnético. 
 
C) ¿Por qué la corriente eléctrica tiene el sentido que se 
 muestra? 
Ya que el sentido de esta fuerza viene dado por la regla de los tres 
dedos de la mano derecha. Dicha fuerza de Lorentz es perpendicular a 
la dirección de la corriente y a las líneas de campo magnético. 
 
10. Contestar el cuestionario y elaborar el reporte de la actividad. 
Guardar el archivo en formato PDF como A4.3-NombreDelArchivo.pdf 
 
 
Tabla 1. Observaciones cualitativas de la ley de Faraday 
 
Acción El foco enciende El foco no enciende 
Desplazar el imán de 
izquierda a derecha 
si, pero muy poco al 
desplazarse cerca de la 
espira. 
 
No enciende al estar muy 
lejos del foco. 
 
 
Desplazar el imán de 
derecha a izquierda 
si, pero muy poco al 
desplazarse cerca de la 
espira. 
 
 
No enciende el foco al 
estar muy lejos. 
 
 
Invertir la polaridad del 
imán 
si, pero muy poco al ser 
introducido el imán en el 
espiral. 
 
No enciende ya que el 
imán no está en 
movimiento. 
 
Incrementar el área 
transversal (100) de la 
bobina 
Enciende al ser 
desplazada dentro del 
espiral. 
 
No enciende mucho al 
estar dentro del espiral. 
 
Disminuir el área 
transversal (20) de la 
bobina 
El foco enciende pero no 
tiene una alta intensidad. 
 
El foco no enciende 
 
 
Incrementar la magnitud 
del campo magnético 
(100) B del imán 
Si enciende e incluso 
tiene una gran intensidad. 
 
No enciende mucho al 
deslizarse. 
 
 
 
 
Disminuir la magnitud del 
campo magnético (30) B 
del imán 
Si enciende pero no tiene 
una gran intensidad. 
 
No enciende porque su 
magnitud del campo 
magnético es muy poca. 
 
 
 
 
 
 
Tabla 2. Observaciones cualitativas de la ley de Faraday 
 
 
 
 
Aumentar el número de 
vueltas de la bobina (3) 
 
 
 
Si enciende, al ingresar 
rápidamente el imán al 
espiral la luz del foco 
alcanza una gran 
intensidad. 
 
 
 
 
 
 
 
No enciende al deslizarlo 
alrededor del foco a una 
distancia un poco lejana. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Disminuir el número de 
vueltas de la bobinas (1) 
Si enciende el foco pero 
no tiene una gran 
intensidad. 
 
No enciende el foco, al 
ser deslizado el imán 
alrededor del foco. 
 
Acción El flujo magnético 
disminuye 
El flujo magnético 
no cambia 
El flujo magnético 
aumenta 
Desplazar el imán 
de izquierda a 
derecha 
Este disminuye al 
ser desplazado 
lentamente a una 
gran distancia del 
foco. 
 
Cuando está 
opuesto el imán 
tanto del lado 
derecho como del 
izquierdo al 
cambiar de lugar 
el cuadro de flujo 
magnético. 
(izq) 
 
Observamos que 
enciende un poco 
el foco y el imán 
está casi 
ingresando al 
espiral. 
 
 
 
(der) 
Desplazar el imán 
de derecha a 
izquierda 
Su flujo magnético 
disminuye al ser 
desplazado el 
imán a los lados 
más extremos del 
foco. 
(izq-der) 
(der-izq) 
El flujo magnético 
aumenta al ser 
desplazado a la 
izquierda pero 
antes de entrar al 
espiral. 
Invertir la 
polaridad del imán 
Disminuye cuando 
están desde el 
centro del espiral 
a una distancia 
más larga. 
Tienen el mismo 
flujo magnético 
cuando se 
prueban desde las 
distancias 
opuestas tomando 
como el centro al 
foco.El flujo magnético 
aumenta desde 
los lados izquierdo 
y derecho más 
extremos hasta 
llegar al espiral. 
Incrementar el 
área transversal 
de la bobina 
Disminuye cuando 
están alejadas del 
foco al ser 
desplazadas. 
A cierta distancia 
opuesta siguen 
teniendo el mismo 
flujo magnético, 
este no cambia. 
Este aumenta 
cuando la punta 
del imán ya sea el 
N ó S está justo 
en el centro del 
espiral. 
Disminuir el área 
transversal de la 
bobina 
Al estar muy 
alejados del 
espiral y el foco su 
flujo magnético 
disminuye. 
Al tener la misma 
distancia de 
oposición tienen el 
mismo flujo 
magnético. 
Ahora aumenta 
cuando las puntas 
del imán están 
tocando el espiral 
justo al centro del 
foco. 
Incrementar la 
magnitud del 
campo magnético 
B del imán 
Disminuye cuando 
el imán está 
alejado y 
deslizado por la 
parte superior del 
foco y espiral 
Tiene el mismo 
flujo magnético 
cuando están en 
dirección opuesta 
las puntas del 
imán del N o S. 
Tiene un aumento 
cuando una 
pequeña parte del 
imán toca una 
diminuta orilla del 
espiral. 
Disminuir la 
magnitud del 
campo magnético 
B del imán 
Su flujo magnético 
disminuye al estar 
alejado del espiral 
a causa de que su 
magnitud es muy 
pequeña. 
Al estar en lados 
opuestos es 
desplazado 
circularmente y se 
nota que su flujo 
magnético es el 
mismo. 
Observamos que 
este aumenta al 
estar cerca del 
espiral del lado 
izquierdo y 
derecho solo al 
desplazar. 
 
 
Tabla 3. Observaciones cualitativas de la ley de Faraday 
 
 
Aumentar el 
número de vueltas 
de bobinas 
Se disminuye al 
momento en que 
es desplazado 
lejos del espiral. 
Alcanza lo mismo 
en ambos ya que 
es lo mismo del 
lado izquierdo y 
derecho. 
Es grande su flujo 
ya que al entrar la 
punta del imán 
éste aumenta, ya 
sea del lado 
izquierdo o 
derecho. 
Disminuir el 
número de vueltas 
de bobinas 
Disminuye al ser 
desplazado a los 
extremos del 
centro del espiral y 
del foco. 
En los lados 
opuestos tienen la 
misma cantidad de 
flujo del lado 
izquierdo y 
derecho al 
desplazarse al 
centro del espiral. 
Al momento que el 
imán está dentro 
éste aumenta del 
N y S. 
Acción El voltaje 
disminuye 
momentáneamen
te 
El voltaje 
aumenta 
momentáneame
nte 
Observaciones 
Desplaza el 
imán de 
izquierda a 
derecha 
Si el imán se 
encuentra a la 
izquierda de la 
bobina y se 
mueve hasta el 
centro de la 
bobina,con una 
polaridad de 
Norte- Sur, el 
voltaje disminuye 
momentáneamen
te. 
Si el imán se 
encuentra en el 
centro de la 
bobina y se 
mueve hacia la 
derecha de la 
bobina,con una 
polaridad de 
Norte- Sur, el 
voltaje aumenta 
momentáneame
nte. 
Observamos, que de 
ambas maneras al 
mover de “izquierda a 
derecha”, el voltaje 
aumenta o disminuye, 
dependiendo de la 
posición a la cual se 
mueva el imán, pues 
eso lo pudimos 
comprobar, con el 
voltímetro, ello con una 
polaridad de Norte- Sur. 
Desplaza el 
imán de 
derecha a 
izquierda 
Si el imán se 
encuentra a la 
derecha de la 
bobina y se 
mueve hasta el 
Si el imán se 
encuentra en el 
centro de la 
bobina y se 
mueve hacia la 
Observamos, que de 
ambas maneras al 
mover de “derecha a 
izquierda”, el voltaje 
aumenta y disminuye, 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
centro de la 
bobina,con una 
polaridad de 
Norte- Sur, el 
voltaje disminuye 
momentáneamen
te .. 
izquierda de la 
bobina,con una 
polaridad de 
Norte- Sur, el 
voltaje aumenta 
momentáneame
nte. 
dependiendo de la 
posición a la cual se 
mueva el imán, pues 
eso lo pudimos 
comprobar, con el 
voltímetro, ello con una 
polaridad de Norte- Su.r 
Invertir la 
polaridad 
del imán a 
Sur-Norte 
Si el imán se 
encuentra a la 
izquierda de la 
bobina y se 
mueve hasta el 
centro de la 
bobina,con una 
polaridad de 
Sur-Norte, el 
voltaje aumenta 
momentáneamen
te. 
Si el imán se 
encuentra en el 
centro de la 
bobina y se 
mueve hacia la 
derecha de la 
bobina,con una 
polaridad de 
Sur-Norte, el 
voltaje disminuye 
momentáneame
nte. 
Observamos, que de 
ambas maneras al 
mover de “izquierda a 
derecha”, el voltaje 
aumenta y disminuye, 
dependiendo de la 
posición a la cual se 
mueva el imán, pues 
eso lo pudimos 
comprobar, con el 
voltímetro, ello con una 
polaridad de Sur-Norte. 
Invertir la 
polaridad 
del imán a 
Norte-SUR 
Si el imán se 
encuentra a la 
derecha de la 
bobina y se 
mueve hasta el 
centro de la 
bobina,con una 
polaridad de 
Norte- Sur, el 
voltaje aumenta 
momentáneamen
te. 
Si el imán se 
encuentra en el 
centro de la 
bobina y se 
mueve hacia la 
izquierda de la 
bobina,con una 
polaridad de 
Norte- Sur, el 
voltaje disminuye 
momentáneame
nte. 
Observamos, que de 
ambas maneras al 
mover de “derecha a 
izquierda”, el voltaje 
aumenta y disminuye, 
dependiendo de la 
posición a la cual se 
mueva el imán, pues 
eso lo pudimos 
comprobar, con el 
voltímetro, ello con una 
polaridad de Sur-Norte. 
Desplaza el imán de izquierda a derecha: 
 
 
 
Observamos, que de ambas maneras al mover de “izquierda a derecha”, el voltaje 
aumenta o disminuye, dependiendo de la posición a la cual se mueva el imán, 
pues eso lo pudimos comprobar, con el voltímetro, ello con una polaridad de 
Norte- Sur. 
 
 
Desplaza el imán de derecha a izquierda 
 
 
Observamos, que de ambas maneras al mover de “derecha a izquierda”, el voltaje 
aumenta y disminuye, dependiendo de la posición a la cual se mueva el imán, 
 
pues eso lo pudimos comprobar, con el voltímetro, ello con una polaridad de 
Norte- Sur. 
 
Invertir la polaridad del imán a Sur-Norte 
Desplaza el imán de izquierda a derecha: 
 
 
Observamos, que de ambas maneras al mover de “izquierda a derecha”, el voltaje 
aumenta y disminuye, dependiendo de la posición a la cual se mueva el imán, 
pues eso lo pudimos comprobar, con el voltímetro, ello con una polaridad de 
Sur-Norte. 
 
Invertir la polaridad del imán a Norte-SUR 
Desplaza el imán de derecha a izquierda 
 
 
 
Observamos, que de ambas maneras al mover de “derecha a izquierda”, el voltaje 
aumenta y disminuye, dependiendo de la posición a la cual se mueva el imán, pues 
eso lo pudimos comprobar, con el voltímetro, ello con una polaridad de Sur-Norte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cuestionario 
 
1. ¿Cuál es el modelo matemático de la inducción de Faraday? 
Es aquel que establece la tensión inducida en un circuito cerrado es 
directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo 
magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde: 
 
 
2. ¿Cuál es el significado físico del signo menos en la ley de 
Faraday? 
El signo negativo es en la ley de Faraday el que nos indica el sentido de la 
corriente inducida. 
 
3. Mencione todas las formas posibles para modificar el flujo 
magnético. 
a) Variar el módulo del campo 
b) La superficie que lo atraviesa 
c) El ángulo que forman ambos. 
4. ¿Cuáles son las unidades de la fuerza electromotriz inducida? 
La fuerza electromotriz se mide o calcula a partir de un voltaje, el cual es 
llamado potencial o tensión. Normalmente se mide en voltios (V) que equivale 
a julios entre culombio (J/C), pero estas son unidades derivadas del sistema 
internacional. 
 
5. ¿Cuál es el nombre de la corriente generada por la fem inducidad? 
La fuerza electromotriz ε (fem) de una fuente se define como el trabajo 
realizado por el dispositivo por unidad de carga, por lo que las unidades de 
fuerza electromotriz son los voltios. Cuando decimos que un campo 
magnético genera una corrienteeléctrica en un conductor, nos referimos a 
que aparece una fem (llamada fem inducida) de modo que las cargas del 
conductor se mueven generando una corriente (corriente inducida). 
 
6. Mencione las máquinas cuyo funcionamiento se explica con la ley de 
Faraday. 
1. Generador 
 
 
2. Motor eléctrico 
 
 
3. Transformador 
 
4. Freno magnético 
 
 
5. Cocinas de inducción 
 
 
 
Conclusión​: 
El conocimiento adquirido a raíz de este trabajo fue la gran extensión de la ley 
Faraday ya que comprendimos que esta ley ​establece que la tensión inducida 
en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que 
cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera 
con el circuito como borde,por ejemplo cuando se mueve un imán en las 
proximidades de una espira, aparece una corriente en ésta, circulando la 
corriente en un sentido cuando el imán se acerca y en el opuesto cuando se 
aleja. En este trabajo utilizamos conceptos básicos de cálculo integral, ya que 
la ley antepuesta tiene un formula con simbología integral, ​también utilizamos 
la materia de electricidad para comprender cómo funciona cada corriente y 
voltaje. Hubo diversos obstáculos los cuales fueron resueltos ya que como 
equipo nos organizamos y establecimos diferentes maneras de comprensión 
y así llegar a la solución de los problemas propuestos y así finalizar el trabajo. 
En cuanto a nuestro futuro profesional podemos observar que nos aportó 
gran conocimiento que nos ayudará en algunas teorías que nos impone 
nuestra carrera y también en fisicoquímica. 
Por otra parte en lo social, económico y ecológico percibimos que el impacto 
que tiene es tanto en los inventos, experimentos y algunas hipótesis para 
realizar trabajos en los que se cuide tanto la economía como la ecología. Por 
ejemplo, como en electromagnetismo, el principio del motor eléctrico. (Las 
denominadas "radiaciones electromagnéticas" de Faraday se difundieron 
rápidamente por toda Europa). 
 
 
 
Bibliografías​1​2​3​4 
 ​5​6 
1 "A treatise on electricity and magnetism - Aproged." ​https://www.aproged.pt/biblioteca/MaxwellI.pdf​. 
Fecha de acceso 12 ene.. 2021. 
2 "A treatise on electricity and magnetism / by James Clerk Maxwell." 
https://www.equipes.lps.u-psud.fr/Montambaux/histoire-physique/Maxwell-2.pdf​. Fecha de acceso 12 
ene.. 2021. 
3 "Catalog Record: Magnetism and electricity : a manual for ...." 
https://catalog.hathitrust.org/Record/006515510​. Fecha de acceso 12 ene.. 2021. 
4 "Ley de Faraday - Wikipedia, la enciclopedia libre." ​https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faraday​. 
Fecha de acceso 12 ene.. 2021. 
5 "Faraday's Law - Magnetic Field | Magnets - PhET Interactive ...." 
https://phet.colorado.edu/en/simulation/faradays-law​. Fecha de acceso 12 ene.. 2021. 
6 "Motor de Corriente Continua - Walter Fendt." 13 dic.. 2017, 
https://www.walter-fendt.de/html5/phes/electricmotor_es.htm​. Fecha de acceso 12 ene.. 2021. 
 
https://www.aproged.pt/biblioteca/MaxwellI.pdf
https://www.equipes.lps.u-psud.fr/Montambaux/histoire-physique/Maxwell-2.pdf
https://catalog.hathitrust.org/Record/006515510
https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faraday
https://phet.colorado.edu/en/simulation/faradays-law
https://www.walter-fendt.de/html5/phes/electricmotor_es.htm