Guía de estudio: Ley de Lenz

Ley de Lenz

Según la ley de Faraday, si el flujo magnético Ф_B a través de una espira es variable en el tiempo, entonces se induce una fuerza electromotriz en la espira dada por:

Ɛ= ‒ dФ_B/dt     

Si la espira es cerrada y conductora, se genera una corriente eléctrica en ella, la cual crea su propio campo magnético. La polaridad de la fem inducida depende de si el flujo aumenta o disminuye y el sentido de la corriente dependerá de esa polaridad.

El físico ruso Heinrich Lenz estudió este fenómeno, independientemente de Faraday, y sus conclusiones están reflejadas en la ley que lleva su nombre:

 “La corriente eléctrica inducida en la espira tiene un sentido tal que el campo magnético generado por ella trata de contrarrestar la variación del flujo  a través de la espira”. Es decir, se opone al aumento o a la disminución del flujo. También se puede decir que el sentido de la corriente inducida es tal que se opone a la causa que la produce.

El signo (-) de la ley de Faraday está estrechamente relacionado con la ley de Lenz.

En esta actividad, usted podrá simular un experimento de inducción, para lo cual debe ingresar a la página:

http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/lenzlaw/index.html

Allí encontrará el simulador que se muestra en la siguiente figura. Siga las instrucciones.

Igualmente, usted puede simular el experimento de inducción ingresando a una de las siguientes  páginas:

http://tamarisco.datsi.fi.upm.es/ASIGNATURAS/FFI/apuntes/camposMagneticos/teoria/applets/variables/fem/fem.htm

http://exa.unne.edu.ar/depar/areas/fisica/electymagne/TEORIA/elecmagnet/fem/fem.htm

Allí encontrará el simulador que se muestra en la siguiente figura. Siga las instrucciones.

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Guía de práctica virtual EM2: Ley de Ohm 1

Ley de Ohm, sesión 1

Objetivos: Estudiar, mediante experimentos simulados, la relación entre el voltaje aplicado a un resistor óhmico y la corriente eléctrica que circula a través de él.

Instrucciones:

1. Ingrese a la página Web¹:

http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/ohmslaw/index.html

Allí encontrará el simulador de circuitos que se indica en la figura adjunta. Familiarícese con él. Observe que contiene un resistor conectado a una fuente de poder variable, a un amperímetro y a un voltímetro. La fuente de poder suministra un voltaje que puede variar graduando el deslizador correspondiente; el voltaje entre los terminales del resistor es medido por el voltímetro, mientras que la corriente eléctrica que circula por el circuito es medida por el amperímetro. El valor de la resistencia del resistor puede fijarse utilizando el deslizador indicado. “Juegue” con los deslizadores para comprender su uso.

2. Una vez familiarizado con el simulador, seleccione un valor de la resistencia y manténgalo fijo. Note que al variar el voltaje, la corriente eléctrica varía. Estamos interesados en investigar cómo están relacionados el voltaje aplicado y la corriente eléctrica resultante.

3. Accionando el deslizador de voltaje, seleccione 10 valores razonablemente espaciados para el voltaje V y mida los valores correspondientes de la corriente I. Registre esos valores en una tabla V-I.

4. Efectúe una cuidadosa gráfica de V vs I. Se le sugiere utilizar un programa graficador como el conseguirá en la página²:

http://nces.ed.gov/nceskids/graphing/classic/line_data.asp

Puede utilizar también el graficador ubicado en³:

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/regresion/regresion.htm

5. Analice la curva resultante y obtenga la ecuación correspondiente, la cual determina la relación entre I y V. Obtenga sus conclusiones

6. Elabore su informe de acuerdo al formato establecido.

Referencias

1. Molecular Expressions:
   http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/ohmslaw/index.html
2. National Center for Education Statistics:
    http://nces.ed.gov/nceskids/graphing/classic/line_data.asp
3.  Franco García A:
    http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/regresion/regresion.htm

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Guía de práctica virtual EM1: Factores que afectan la capacitancia

Factores que afectan la capacitancia

Objetivos: Estudiar, mediante experimentos simulados, la influencia de la variación de algunos parámetros sobre la capacitancia de un capacitor.

Instrucciones:

1.     Ingrese a la página Web¹:

http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/capacitance/index.html

 Allí encontrará el simulador de un capacitor, que se muestra en la figura adjunta. Familiarícese con ese simulador. Observe que se trata de un capacitor de placas planas y paralelas de área A (en m²), separadas por  una capa de dieléctrico de espesor d (en m). El dieléctrico está caracterizado por su constante dieléctrica K, que es adimensional. La capacitancia C se mide en picofaradios (pF).  “Juegue” con los controles para comprender su uso.

2.     Una vez familiarizado con el simulador, seleccione un valor de A y otro de d, y manténgalos fijos (anótelos). Note que al cambiar el dieléctrico, varía K y también la capacitancia C. Estamos interesados en investigar cómo están relacionados matemáticamente K y C. Accionando el control del dieléctrico, seleccione los cuatro valores de K y anote  los valores correspondientes de C.

Registre esos valores en una tabla  K-C, como la tabla 1 indicada.

3.     Efectúe una cuidadosa gráfica de C vs K. Se le sugiere utilizar un programa graficador como el conseguirá en la página²:

http://nces.ed.gov/nceskids/graphing/classic/line_data.asp

Puede utilizar también el graficador³:

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/regresion/regresion.htm

Analice la curva resultante y obtenga la ecuación correspondiente, la cual determina la relación entre C y K. Obtenga sus conclusiones.

4.     Seleccione un valor de K y otro de d, y manténgalos fijos (anótelos). Accionando el control del área, seleccione los cuatro valores de A y anote  los valores correspondientes de C. Registre esos valores en una tabla A-C, como la tabla 2 indicada.

Efectúe una cuidadosa gráfica de C vs A. Analice la curva resultante y obtenga la ecuación correspondiente, la cual determina la relación entre C y A. Obtenga sus conclusiones.

5.     Seleccione un valor de K y otro de A, y manténgalos fijos (anótelos). Varíe d y confeccione una tabla como la 3. Efectúe una gráfica de C vs d y otra de C vs 1/d. Analice las curvas resultantes y obtenga la ecuación que determina la relación entre C y d. Obtenga sus conclusiones.

6.     Elabore su informe de acuerdo al formato establecido.

Tabla 1

d=
A=
K	1.0	3.5	4.8	5.4
C (pF)

Tabla 2

d=
K=
A (m2)	0.02	0.04	0.08	0.10
C (pF)

Tabla 3

A=
K=
d (m)
C (pF)

Referencias:

1.  Molecular Expressions:
    http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/capacitance/index.html
2. National Center for Education Statistics:
    http://nces.ed.gov/nceskids/graphing/classic/line_data.asp
3. Franco García A:
    http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/regresion/regresion.htm

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