COLUMPIO ELECTROMAGNETICOUniversidad Nacional Experimental Politcnica de la Fuerza Armada Bolivariana(UNEFA)

Autores:Carla J. Esteves B.Emperatriks Del V. Sorett H.Enderson J. Alcila R.Sai G. Rivas R.Gerardo J. Carrillo R.

Resumen.

El magnetismo es uno de los aspectos del electromagnetismo, que es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Las fuerzas magnticas son producidas por el movimiento de partculas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relacin entre la electricidad y el magnetismo.

El Objetivo es mostrar que las interacciones elctricas y magnticas intervienen de manera inseparable en algunos procesos, lo que puede adaptarse como demostracin de que ambas interacciones estn unificadas, es decir, son aspectos parciales de una nica interaccin, la electromagntica.

Otra relacin notable entre magnetismo y corriente elctrica fue descubierta por Michael Faraday. Consiste en el hecho de que aparece una fuerza sobre un conductor que porta corriente cuando est inmerso en un campo magntico.Al hacer el Columpio Electromagntico se observara cmo el cable flexible oscila como un columpio al conectar y desconectar la batera. La fuerzaFque se origina es perpendicular tanto a la direccin del campo magntico (B) como al conductor por donde circula la corriente (i). Si se invierte el sentido de la corriente o la del campo magntico, la fuerza sobre el conductor apuntar en sentido opuesto.

Bases Tericas.Un campo electromagntico es una zona donde existen campos elctricos y magnticos, creados por las cargas elctricas y su movimiento, respectivamente.

El electromagnetismo es una rama de la fsica que estudia y unifica los fenmenos elctricos y magnticos en una sola teora, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. Adems, es una teora de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes fsicas vectoriales o tensoriales dependientes de la posicin en el espacio y del tiempo. Con el trminocampo magnticoexpresamos la idea de que el espacio que rodea a un imn tiene propiedades magnticas. El electromagnetismo describe los fenmenos fsicos macroscpicos en los cuales intervienen cargas elctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos elctricos y magnticos y sus efectos sobre las sustancias slidas, lquidas y gaseosas. A esto se liga el magnetismo, un fenmeno fsico por el que los objetos ejercen fuerzas de atraccin o repulsin sobre otros materiales.

En este proyecto es importante destacar la influencia de la electricidad, la cual representa el conjunto de fenmenos fsicos relacionados con la atraccin de cargas negativas o positivas. Se manifiesta en una gran variedad de fenmenos conocidos como la iluminacin, electricidad esttica, induccin electromagntica y el flujo.

Principio de funcionamiento y descripcin.

La realizacin de este columpio electromagntico nos da la posibilidad de comprender como actan las fuerzas magnticas en un hilo por el cual se est transmitiendo electricidad.

El hilo de cobre se conecta a los cables mediante las pinzas de cocodrilo y se coloca horizontalmente entre los polos opuestos de un par o dos pares de imanes. La pila que se emplea es de nueve voltios. Al conectar los cables a sus bornes, el hilo se mueve muy levemente en la direccin que corresponde a la orientacin del campo y el sentido de la corriente. El efecto se percibe con claridad si puede observarse de cerca .Sin embargo podemos hacer que el hilo se columpie oscilando con amplitudes en aumento progresivo, hasta alcanzar varios centmetros, conectando y desconectando la corriente a un ritmo igual al de oscilacin natural del montaje concebido como pndulo. Creamos de esta manera un oscilador sobre el que se aplica una fuerza peridica con una frecuencia igual a la de su modo natural de oscilacin, esto se llama resonancia.Esquemas del montaje.Mejoras.Las mejoras hechas en el diseo del Columpio Electromagntico fueron las siguientes: Mayor voltaje inducido a la espira de cobre con el fin de obtener mayor movimiento en el Columpio. Diseo propio de la estructura que sostiene los alambres de cobre. Esta presenta mayor tamao que las convencionales. Utilizacin de dos imanes para obtener mayor campo magntico en el sistema. Instalacin de un interruptor para cambiar la orientacin del campo magntico y el sentido de la corriente.

Presupuesto del Montaje.Materiales:

Batera o pila. (30 Bs)

Dos o cuatro imanes. (0 Bs)

Dos cables largos de 60 cm aproximadamente (Reciclado)

Dos pinzas de cocodrilo (10 Bs).

Un hilo grueso de cobre (Reciclado).

Madera tipo MDF de distintas longitudes (200 Bs)

Imgenes.

Resultados.

Se logr percibir la fuerza que un campo magntico ejerce sobre un hilo por el que circula corriente elctrica. Adems, se muestra la fuerza que aparece sobre un conductor recorrido por corriente en presencia del campo magntico de un imn. Aparece la posibilidad de discusin del sentido de la fuerza (cambio de sentido del campo y de la corriente).

Conclusiones.

El electromagnetismo, que es la rama de la fsica necesaria para poder desarrollar la tecnologa del envo de las ondas de radio al espacio, y como ya hemos hablado anteriormente que el magnetismo es uno de los aspectos del electromagnetismo, formando parte de una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. La realizacin de este columpio electromagntico nos da la posibilidad de comprender como actan las fuerzas magnticas en un hilo por el cual se est transmitiendo electricidad.

Tambin se pudo detallar el efecto de resonancia, en donde la frecuencia de oscilacin natural de un sistema aumenta de forma considerable si se empuja con una frecuencia iguala la frecuencia natural del columpio. Al igual que un pndulo, un columpio tiene una frecuencia de oscilacin natural. Si el columpio se empuja con una frecuencia aleatoria, el columpio rebota y no alcanza una gran amplitud. En resonancia, se requiere relativamente poco esfuerzo para obtener una gran amplitud.

Entonces no se puede pensar en construir diferentes aparatos tecnolgicos sin antes conocer todo acerca del magnetismo, el electromagnetismo y la electricidad, obteniendo como fin en la realizacin de este proyecto un conocimiento ms a fondo de las leyes del electromagnetismo. Es inevitable que en nuestra civilizacin, la cual se encuentra cada vez mas en perodos de innovacin, no conozcamos las diferentes leyes y fundamentos que rigen las bases de fenmenos fsicos que pueden afectar nuestro entorno.

Referencias. Fundamentos del Electromagnetismo. Autor: D. Cheng. http://laluchasigueclep.blogspot.com/2012/09/resonancia.html http://fisica.facyt.uc.edu.ve/showfisica/ShowFisica-Web/EyM%2025.PDF http://www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?ID=133084