Práctica 8

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Prácticas de Laboratorio de Física 2021 
 
Depto. De Ciencias Básicas 
 
TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO 
INSTITUTO TECNOLOGICO DE CELAYA 
 
ELECTROMAGNETISMO 
INGENIERIA MECATRONICA 
 
 
 
 
 
 
Hijos del Rayo 
Avanza hacia el Mañana 
 
Práctica No. 4.2 
LEY DE FARADAY 
 
 
1. Camargo Luna Luis David Experimentador 2 
3. Guillén Rangel Raúl Andrés Líder/Experimentador 1 
2. Hernández Arellano Reportero 
4. Meza Domínguez Karla Experimentador 3 
5. Meza Tamayo Fernando Secretario 
 
PROFESOR: Freddy Jiménez Rojas 
 
Celaya Gto. A 2 de Diciembre de 2021 
 
 
Prácticas de Laboratorio de Física 2021 
 
Depto. De Ciencias Básicas 
 
 
Resumen o abstract 
 
Al hablar de la inducción magnética Podemos referirnos tanto a la ley de Faraday como a la Ley de Lenz en 
la que de igual manera se habla de la conservación de la energía en un sistema y podemos resumir que la 
inducción magnética es el proceso mediante el cual campos magnéticos generan campos eléctricos. Al generarse 
un campo eléctrico en un material conductor, los portadores de carga se verán sometidos a una fuerza y se 
inducirá una corriente eléctrica en el conductor. 
La unidad de la inducción magnética en el Sistema Internacional de Unidades es el tesla. La fórmula de esta 
definición se llama ley de Biot-Savart, y es en magnetismo la equivalente a la ley de Coulomb de la electrostática, 
pues sirve para calcular las fuerzas que actúan en cargas en movimiento. Dicho de esta manera podemos 
comenzar a Indagar dentro del marco terorico. 
 
 
Práctica No. 8 
Ley de Faraday 
 
OBJETIVOS 
• Descubrir cómo las diversas condiciones, tales como el número de espiras, área de las espiras, 
velocidad del imán y fuerza del campo magnético, influyen en la cantidad de electricidad generada. 
 
FUNDAMENTO TEÓRICO 
 
La inducción electromagnética es el proceso por el cual se puede inducir una corriente por medio de un cambio 
en el campo magnético. La fuerza que experimenta un alambre por el que pasa corriente debida a los 
electrones en movimiento cuando está en la presencia de un campo magnético es un ejemplo clásico. 
 
Hay dos leyes fundamentales que describen la inducción electromagnética: 
 
La ley de Faraday, descubierta por el físico del siglo XIX Michael Faraday. Relaciona la razón de cambio 
de flujo magnético que pasa a través de una espira (o lazo) con la magnitud de la fuerza electromotriz ε 
inducida en la espira. La relación es 
 
La fuerza electromotriz, o FEM, se refiere a la diferencia de potencial a través de la espira descargada (es 
decir, cuando la resistencia en el circuito es alta). En la práctica es a menudo suficiente pensar la FEM como 
un voltaje, pues tanto el voltaje y como la FEM se miden con la misma unidad, el volt. 
 
https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Faraday
https://es.khanacademy.org/science/physics/magnetic-forces-and-magnetic-fields/magnetic-flux-faradays-law/a/what-is-magnetic-flux
https://en.wikipedia.org/wiki/Volt
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La ley de Lenz es una consecuencia del principio de conservación de la energía aplicado a la inducción 
electromagnética. Fue formulada por Heinrich Lenz en 1833. Mientras que la ley de Faraday nos dice la 
magnitud de la FEM producida, la ley de Lenz nos dice en qué dirección fluye la corriente, y establece que la 
dirección siempre es tal que se opone al cambio de flujo que la produce. Esto significa que cada campo 
magnético generado por una corriente inducida va en la dirección opuesta al cambio en el campo original. 
En la práctica, frecuentemente lidiamos con la inducción magnética en espiras múltiples de alambre, donde 
cada una contribuye con la misma FEM. Por esta razón, incluimos un término adicional NNN para 
representar el número de vueltas, es decir, 
 
Mientras que el fundamento teórico de la ley de Faraday es bastante complejo, una comprensión conceptual 
de la conexión directa con la fuerza magnética sobre una partícula cargada es relativamente sencilla. 
 
Considera un electrón que es libre de moverse dentro de un alambre. Colocamos el alambre en un campo 
magnético vertical y lo movemos en la dirección perpendicular al campo con una velocidad constante. Ambos 
extremos del alambre están conectados, formando una espira o lazo. Esto garantiza que cualquier trabajo 
realizado para crear una corriente en el alambre se disipa en forma de calor en la resistencia del mismo. 
Supongamos que una persona jala el alambre con una velocidad constante a través del campo magnético. 
Conforme lo hace, debe aplicar una fuerza. El campo magnético constante no puede realizar trabajo por sí 
mismo (de otro modo, su magnitud cambiaría), pero puede cambiar la dirección de una fuerza. En este caso, 
parte de la fuerza que aplica la persona es redirigida, causando una fuerza electromotriz sobre el electrón 
que viaja en el alambre, lo que establece una corriente. Algo del trabajo que la persona realiza al jalar el 
alambre resulta en energía que se disipa en forma de calor dentro de la resistencia del alambre. 
El experimento de Faraday: inducción por un imán que pasa a través de una bobina 
El experimento fundamental que llevó a Michael Faraday a establecer su ley fue bastante sencillo, y podemos 
replicarlo fácilmente con poco más que materiales caseros. Faraday utilizó un tubo de cartón con alambre 
aislado enrollado a su alrededor para formar una bobina. Conectó un voltímetro a través de la bobina y 
registró la FEM inducida conforme pasaba un imán a través de la bobina. 
 
Inducción en alambres paralelos 
Si un par de alambres son paralelos el uno al otro, es posible que una corriente variable en uno de los alambres 
induzca un pulso de FEM en su vecino. Esto puede ser un problema cuando la corriente que fluye en alambres 
vecinos representa información digital. Ultimadamente, este efecto puede limitar la tasa a la cual podemos 
enviar datos de esta manera. 
 
Los transformadores grandes son un componente clave del sistema de distribución eléctrica. Son 
especialmente útiles, pues el número de vueltas en cada bobina no necesita ser igual. Puesto que la FEM 
https://es.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-energy-tutorial/a/what-is-conservation-of-energy
https://en.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Lenz
https://es.khanacademy.org/science/physics/magnetic-forces-and-magnetic-fields/magnets-magnetic/a/what-is-magnetic-force
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inducida depende del número de vueltas, los transformadores permiten aumentar o disminuir drásticamente 
el voltaje de una corriente alterna. Esto es crucial, pues permite usar altos voltajes para distribuir potencia 
efectivamente a lo largo de grandes distancias y proporcionar voltajes mucho más pequeños y seguros a los 
consumidores. 
 
Para un transformador sin pérdidas, el voltaje alterno generado en la bobina secundaria, Vs, depende del 
voltaje alterno en la bobina primaria, Vp, y de la razón entre el número de vueltas entre ellas (Ns / Np). Ya 
que la energía se conserva, la corriente máxima disponible se incrementa cuando el voltaje disminuye. 
 
 
 
 
 
Hojas de trabajo 
 
Instrucciones. 
 
1. Por medio del navegador acceda a la simulación “Faraday’s Electromagnetic Lab”a través de 
la dirección https://phet.colorado.edu/es/simulation/legacy/faraday Realicelas simulaciones 
y conteste lo que se pide. 
 
 
2. En la parte superior de la pantalla, selecciona la ficha marcada como “Pickup Coil” o “Bobina 
de la recolección”. 
 
3. Experimenta con el simulador para familiarizarte. 
 
Procedimiento. 
 
La electricidad es vital para nuestra vida cotidiana en la modernidad del mundo industrial. La 
mayoría de la electricidad es generada mediante el uso de imanes. Hoy vamos a ver lo que un 
campo magnético necesita para crear electricidad. 
 
1. Añade un medidor de campo (Field Meter) a la pantalla predeterminada y arrástralo para 
medir el campo magnético en el centro de la bobina. Su pantalla debería ser algo parecido a lo 
que se ve en la figura. Cuando la bombilla se enciende indica que la electricidad se ha generado. 
Toma el imán y muévelo alrededor y observa qué sucede con la fuerza del campo magnético 
y la bombilla. Basándose en sus observaciones, ¿qué condiciones deben ocurrir para que la 
electricidad se genere? 
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Inserta aquí tu respuesta 
 
Debe de haber un movimiento por parte del imán, que representa un dipolo 
magnético, para que al final haya intensidad lumínica por parte de la bombilla. 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Mueve el imán de ida y vuelta, rápido y lento. ¿Qué regla general, se puede hacer sobre la 
velocidad del imán y la generación eléctrica? 
 
Inserta aquí tu respuesta 
 
A mayor velocidad por parte del imán, va a ser mayor la intensidad lumínica de la 
bombilla. 
 
 
 
 
 
 
 
Field Meter 
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3. Deja el imán en un solo lugar, utiliza el botón en el panel de control de la derecha, voltea la 
polaridad del imán rápida y luego lentamente. Observa la cantidad de la electricidad que se ha 
generado. ¿Qué regla general, se puede hacer acerca del cambio de polaridad del imán y la 
generación eléctrica? 
 
Inserta aquí tu respuesta 
 
Cuando la polaridad del imán se invierte repetidamente de manera muy rápida el 
foco tendrá una alta intensidad de manera constante, mientras que al dejar pasar 
una mayor cantidad de tiempo entre cada inversión se aprecia una intensidad 
intermitente por parte de la bombilla. 
 
 
 
 
 
4. Deja el imán en un solo lugar y usa el lado derecho del panel de control, cambia la fuerza del 
imán rápida y luego lentamente. Observa la cantidad de electricidad que se genera. ¿Qué regla 
general puede hacer sobre el cambio de la fuerza del imán y la generación eléctrica? 
 
Inserta aquí tu respuesta 
 
El cambio repentino en la fuerza magnética del imán logra que la intensidad 
lumínica sea alta, mientras que un cambio gradual presenta una intensidad menor. 
 
 
 
 
 
 
5. Basado en las reglas que se desarrollaron en los pasos anteriores, escribe una regla general 
sobre el cambio de los campos magnéticos y la generación eléctrica. 
 
Inserta aquí tu respuesta 
 
La intensidad lumínica depende de manera directa con la velocidad del campo, la 
fuerza del campo, y el tamaño del campo, debido a que cuando éstos son de 
grandes cantidades la intensidad será mayor; sucediendo lo contrario al ser de 
magnitudes pequeñas. 
 
 
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6. Cambia el número de espiras y luego genera electricidad mediante el cambio del campo 
magnético. ¿Qué regla general se puede hacer sobre el número de espiras de la bobina y la 
generación de electricidad? 
 
Inserta aquí tu respuesta 
 
A mayor número de espiras de la bobina será mayor la intensidad de la luz de la 
bombilla. 
 
 
 
 
7. Cambia el área de la espira y luego genera electricidad mediante el cambio del campo 
magnético. ¿Qué regla general se puede hacer sobre el área de la espira en la bobina y la 
generación de electricidad? 
 
Inserta aquí tu respuesta 
 
A menor área de las bobinas será mayor la cantidad de intensidad generada por la 
bombilla. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CONCLUSIONES 
 
Con esta práctica principalmente, nos pudimos hacer una idea de lo que es la ley de Faraday y de la 
misma forma, comprenderla mejor, uniendo los conceptos aprendidos con anterioridad durante las 
clases, dándonos así una idea general de como es que se comportan los objetos del medio, tal es el 
caso de la bombilla, a los fenómenos estudiados en este parcial. De la misma forma pudimos conocer 
algo de la ley de Lenz, de Faraday y de la inducción de dos cables paralelos, mejorando los 
conocimientos sobre la materia, expandiendo así los conceptos que ya teníamos y relacionándolos 
con los mismos. 
 
 
 
COMENTARIOS Y SUGERENCIAS DE LA PRÁCTICA REALIZADA 
 
Esta práctica fue muy eficiente a la hora de presentarnos como es que los objetos que podemos 
observar tienen cambios gracias a distintos fenómenos, tal es el caso de los campos, es una práctica 
muy completa y que recomendaría para entender de mejor forma la ley de Faraday. 
 
 
 
 
REFERENCIAS 
 
Anónimo. (2017). ¿Qué es la ley de Faraday?. Recuperado de: 
https://es.khanacademy.org/science/physics/magnetic-forces-and-magnetic-fields/magnetic-flux-
faradays-law/a/what-is-faradays-law 
 
 
 
 
 
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LISTA DE COTEJO PARA EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA No. 2 
 
Cargas y campos 
 
Fecha: _02_/_12_/_2021_ 
 
 
Lista de valores para evaluación de práctica 
 
Los siguientes dos criterios se deben de cumplir 
para que la práctica (reporte y desempeño en el 
aula) sea calificada 
Cumple 
 
Si No 
El reporte debe ser entregado en el formato solicitado 
y sin faltas de ortografía. 
 
El alumno demuestra participación congruente con la 
clase: (integrante) (1 – 2 - 3 – 4 – 5 ) y trabaja en 
equipo durante el desarrollo de la práctica. 
 
El reporte es entregado el día y la hora señalada por 
el profesor(a) 
 
 
 
 
Valor Indicador % Obtenido 
3% Realiza diagrama de flujo y/o investigación 
de conceptos con referencia bibliográfica 
previa al desarrollo de la práctica. 
 
3% Maneja correctamente la simbología 
matemática y Física requerida 
 
4% Las respuestas y resultados muestran 
comprensión de los conceptos estudiados. 
 
 10% Total 
 
 
 
________________________ 
Firma de profesor