Campo magnético y líneas de campo: imanes y bobina

F2Semana 6 jueves 5.12 Campo magnético y líneas de campo: imanes y bobina.

Preguntas	¿Qué es un imán?	¿Cuál  es el origen  de la palabra magnético?	¿Cómo  se genera  un campo  magnético?	¿Cómo son  las líneas  fuerza magnética?	¿Qué unidades  se utilizan  para medir  el campo magnético?	¿Qué  es  una bobina?
Equipo	5	1		6	4	2
Respuestas	Un imán es un material magnético con la capacidad de producir un campo magnético en su exterior , el que es capaz de atraer al hierro al níquel entre otros Hay imanes de origen natural y manifiestan propiedades como la magnetita y los imanes artificiales se crean a partir de la aleación de otros metales.	Provenientes del latín magnes que significa imán. El origen de esta palabra, de acuerdo a la mayoría de las fuentes, se remonta a una la leyenda de minerales encontrados que tenían la particularidad de que atraían al hierro, minerales que eran provenientes de las cercanías de la ciudad de Magnesia, en Asia Menor.	El campo magnético se genera en presencia de cargas magnéticas, esto quiere decir: imánes. Los cuales contienen minerales con características metálicas	En cualquier punto tiene la misma dirección de la fuerza magnética que actuaría un polo norte imaginario y aislado y colocado en ese punto.	[B]=N/C m/s=N/(A)(m)=Tesla (T).	Un dispositivo eléctrico que almacena energía, por medio de un campo electromagnético que es estimulado por corriente, es muy útil en diferentes aplicaciones debido a su capacidad de almacenar corrientes altas.

Campos  y  líneas  de fuerzas  magnéticas

Material: iman, limadura de hierro, cartulina u hoja de papel, brújula.

    
Líneas de fuerza de un imán visualizadas mediante limaduras de hierro extendidas sobre una cartulina.

Experimento I

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-Colocamos limaduras de hierro en la superficie de la cartulina u hoja de papel y acercamos un imán permanente por la parte inferior podremos visualizar las líneas de fuerza magnética que van de un polo al otro curvándose y rodeando al imán. Se denomina campo magnético al área cubierta por estas líneas.

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Experimento II

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Las cargas en movimiento producen un campo magnético.

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Es decir que no sólo los imanes permanentes son capaces de generar un campo magnético. La manera más sencilla de poner a los electrones en movimiento es hacerlos circular por un alambre conductor (por ejemplo con ayuda de una pila o una batería). El campo magnético que se genere en un punto dado del espacio dependerá básicamente de la corriente eléctrica que circule por el alambre y de la distancia entre el alambre y ese punto. Si se aplica un campo magnético sobre

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una partícula cargada en movimiento (o sobre una corriente eléctrica) se producirá una fuerza que tenderá a desviarla de su trayectoria. Esta fuerza se la conoce como Fuerza de Lorentz y es perpendicular tanto a la dirección del campo como a la de movimiento de la partícula.

      
Experimento III

      
El fenómeno del magnetismo terrestre se debe a que toda la Tierra se comporta como un gigantesco imán. Aunque no fue hasta 1600 que se señaló esta similitud, los efectos del magnetismo terrestre se habían utilizado mucho antes en las brújulas primitivas. El nombre dado a los polos de un imán (Norte y Sur) se debe a esta similitud.

         
Un hecho a destacar es que los polos magnéticos de la Tierra no coinciden con los polos geográficos de su eje. Las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran ligeros cambios de un año para otro, e incluso existe una pequeñísima variación diurna sólo

        
detectable con instrumentos especiales. Notar que si la aguja de la brújula marcada con N apunta al Norte, esto indica que el polo Norte geográfico coincide con el polo Sur magnético de la tierra.

        
El valor del campo magnético terrestre depende de la posición en la que se lo mida, pero suele ser del orden de 0.5 Oersted (Oe - unidad de campo magnético)

 

Simulador  de  campo magnetico:
http://www.walter-fendt.de/ph14s/mfbar_s.htm

Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes:
Apliquen la energía de un imán bajo la hoja de papel y sobre el papel las limaduras de hierro y dibujen las líneas del campo magnético:

Observen la influencia del campo magnético sobre las limaduras de hierro y una brújula:O

  

Observaciones:

Equipo 6



Equipo 2

  equipo 3

equipo	1	2	3	4	5	6
Valor de la resistencia Ω	0.9	0.9	.9	0.97	9	.9

Equipo 4


Equipo 5

Recapitulación  6

Resumen  del  martes y jueves

Lectura  del  resumen  por equipo

Aclaración de dudas

Ejercicio

Registro  de asistencia

Equipo	1	2	3	4	5	6
Resumen	El 19 de febrero el maestro revisó la investigación sobre la ley de ohm, consumo de energía eléctrica y campo magnetico y líneas de campo (imanes y bobinas). Ese mismo día experimentamos la medición  de amperaje y voltaje de diferentes tipos  de pilas y dichos experimentos los graficamos en la computadora. Después experimentamos con el circuito abierto y cerrado.   Para el día 21 de febrero llevamos a cabo la práctica y requerimos  de los imanes, de limadura y de hierro. El experimento consistía  en que pasabas encima los imanes para ver la reacción que se generaba, con el multimetro medimos las resistencias y los resultados los plasmamos en nuestra investigación .	El día martes 19 entregamos la tarea que correspondía a la semana que era “La ley de Ohm” “Circuito eléctrico” y “Los imánes y las bobinas”. Ese mismo día, realizamos una actividad para medir el Amperaje y el Voltaje de las pilas A, AA, AAA, y las pilas cuadradas, y registramos los resultados en la computadora, vimos el circuito cerrado y abierto.   El jueves 21 realizamos la práctica sobre de los imanes, ponías limadura de hierro y le pasabas encima los imanes para ver la reacción, con el multimetro medimos las resistencias.   El viernes 22 hicimos la recapitulación de la semana.	El día martes califico la tarea después medimos los voltios de las pilas de diferentes tamaño así como los amperes , el día jueves califico la tarea  e hicimos  la práctica de acuerdo con el campo eléctrico y leneas de campo con imanes	El día martes 19 el profesor registro las tareas correspondientes (ley de ohm , circuito eléctrico , ) después la actividad experimental consistió en medir las cargas de voltaje y amperaje de unas pilas de diferente tamaño  , también un circuito cerrado y uno abierto , después nos mostro el consumo eléctrico de varios aparatos electrodomésticos. El jueves se realizo una práctica que consistía en medir en Ω distintas resistencias, y con limadura de hierro e imanes de diferente potencia pudimos apreciar los campos magnéticos.	El dia martes comenzamos entregando la tarea de la semana que eran 3 temas entre ellos la ley de ohm Después de calificar la tarea hicimos una pequeña practica  para medir el amperaje de algunas pilas que son A AA y AAA que son desde las pilas mas pequeñas hasta las cuadradas al final dejo una tarea sobre los watts El dia jueves califico la tarea  luego hicimos una practica donde poníamos limadura de hierro en una hojita y por abajo pasábamos distintos imanes y veíamos su comportamiento Y que imanes eran mas fuertes Luego medimos con un multimetro unas resistencias En la computadora dibujamos las líneas de un campo electromagnético.	El día martes le entregamos el resumen semanal y utilizamos baterías para pode observar de modo concreto el voltaje y amperaje de estas mismas. El jueves dimos uso a los imanes para observar el campo magnético  y la atracción de los metales mismos hacia los imanes. Del mismo modo dimos uso a un sitio educativo para observar de modo más detallado el campo magnético. Finalmente hoy viernes 22 de Febrero realizamos el resumen semanal.

 Conclusiones

La practica que hicimos en el laboratorio sobre los campos magneticos nos demostro muchas de las propiedades de los imanes y que estos se atraen cuando son polos diferentes y se repelen cuando son iguales.

El imán solo atraerá al hierro y al níquel, el polo sur atraerá al polo norte del otro imán y repelerá al polo sur del otro imán y viceversa.

Y que según se coloquen las corrientes será atraído el polo norte o el sur.

El núcleo de la bobina sólo influirá si en el interior aparecen otros imanes o hierro.

Cuanta más velocidad llegue el imán al centro de la bobina mayor será el voltaje que produzca.

 

5.8 Potencial Eléctrico y diferencia de Potencial. 5.9 Corriente Eléctrica

 

 

 

Recapitulación  4

Resumen  del  martes y jueves

Lectura  del  resumen  por  equipo

Aclaración  de dudas

Ejercicio

Registro  de asistencia.

EquipoEquipo	1	2	3	4	5	6
ResumResumen	El martes 5 de febrero llevamos a cabo una práctica la cual consistía en colgar un par de globos a una distancia de 30 cm entre sí para después frotar unas varillas de vidrio y plástico y acercarlas a los globos, para observar el fenómeno de atracción/repulsión. Después utilizamos el aparato van  de graff con los globos y observamos que se repelaban. Para el día jueves  7, resolvimos unas  páginas en internet  y observamos los campos magnéticos y lo que pasaba al acercarlos o alejarlos.   Fin	El martes 5 de febrero, fue la revisión de la tarea sobre el campo eléctrico, ese mismo día realizamos una práctica en la cual consistía de colgar dos globos a diferente distancia, medir su distancia y con unas varillas debías de ver si se atraía y medir cuanto lo hacía.   El jueves 7 de febrero, realizamos en internet un ejercicio sobre el campo magnético, ahí teníamos que observar que es lo que pasaba cuando juntabas cargas diferentes (positivas y negativas) en un mismo espacio.   El viernes 8, realizamos la recapitulación de la semana. FIN	en la semana hicimos varias actividades, como por el ejemplo el martes  vimos lo que es la carga en los cuerpos y como influye eso en la repulsión y la atracción de los cuerpos, como los globos que colgamos y los cargamos eléctricamente rosándolos con otros cuerpos para ver la fuerza de atracción. El jueves  realizamos ejercicios del campo eléctrico  y los diferentes campos que hay. Y hoy viernes recapitulamos la información y realizaremos ejercicios respecto a lo visto en la semana J	El martes después de revisar la tarea, trabajamos en un experimento que consistía en colgar 2 globos a una distancia determinada y a la par cargar unas varillas(frotándolas)y acercándolas a los globos. También pudimos apreciarlo con el aparato de Van der Graff. El día jueves, con un simulador de cargas  pudimos representar diferentes modelos de cargas.	El dia martes 5 realizamos una practica donde ocupamos globos y varillas de distinto material para poder medir con ellas la distinta atracción magnetica y su campo eléctrico El dia jueves respondimos preguntas acerca del tema de la semana y cada equipo realizo un modelo de campo eléctrico ahí observabas que es lo que pasaba con las cargas El viernes como cada semana realizamos la recapitulacion y un ejercicio.	El martes de la presente semana realizamos un experimento que constaba de observar de forma clara los campos electro magnéticos. Inició el proceso con la medición de distancias entre dos globos que colgaban del techo, se electrificaron las varillas y se medía de nuevo la distancia entre ambos globos viendo la intensidad del campo respecto a la carga. El jueves, por medio de una página educativa observamos los campos magnéticos dependiendo de las cargas y del número de estas mismas dentro de un mismo plano. Finalmente el viernes realizamos la recopilación de la semana.

 

F2Semana 5 martes

 

¿Cómo se calcula la intensidad de un campo eléctrico?

Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras:

Preguntas	¿Cómo se define un campo eléctrico?	¿Cómo se define  el Potencial en un campo eléctrico?	¿Cuál es la relación entre campo y fuerza?	¿Cuál es la relación entre campo y diferencia de potencial?	¿Cuál es el trabajo realizado por el campo eléctrico?	¿Cómo es la energía potencial entre cargas?
Equipo	6	5	1	2		4
Respuestas	El espacio que rodea un objeto cargado y se altera en presencia de una carga. Se dice que existe un campo eléctrico en una región de espacio en la que una carga eléctrica experimenta una fuerza eléctrica.	Es el trabajo  que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva  q desde el punto de referencia dividido por unidad de carga de prueba.	Una carga en el seno de un campo eléctrico (E) experimenta una fuerza proporcional al campo cuyo módulo es (F= qE) , cuya dirección es la misma pero el sentido puede ser el mismo o el contrario dependiendo si la carga es positiva o negativa.	La relación entre campo y diferencia de potencial es la fuerza que se emplea en mover un objeto de un punto “A” a un punto “B” cambiando la energía potencial en energía cinética.   La unidad para la diferencia de potencial, y también para el potencial eléctrico, es el Volt (V) definido como un Joule (J) sobre Coulomb (C). 1V= 1 J/C	El potencial eléctrico	1.- Siempre que una carga positiva se mueve en contra del campo eléctrico la energía potencial aumenta.        2.-Siempre que una carga negativa se mueve en contra del campo eléctrico la energía potencial disminuye.

 

5.7 Energía Potencial en el campo eléctrico. http://www.cco.caltech.edu/~phys1/java/phys1/EField/EField.html 5.8 Potencial eléctrico y diferencia de potencial. phet.colorado.edu/sims/efield/efield_es.jnlp

 

Con el simulador de campo eléctrico generar en 3D el campo generado por la carga:

 

 

Cargas puntuales con igual signo

 

 

 

Equipo	1	2	3	4	5	6
Potencial eléctrico	Una carga positiva	Una  carga negativa	Dos cargas positivas	Dos cargas negativas	Una carga positiva y una negativa	Una carga positiva y dos negativas
Esquema

 

Wimshurt, se obtienen las líneas de campo para una carga puntual.

 

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SESIÓN 14	Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS
contenido temático	5.8 Potencial eléctrico y diferencia de potencial. 5.9 Corriente eléctrica

 

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Explica la corriente eléctrica a partir de la diferencia de potencial eléctrico y clasifica a los materiales de acuerdo a su facilidad para conducir cargas eléctricas. Procedimentales ·       Elaboración de indagaciones bibliográficas ·       Presentación en equipo Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: -           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Presentación en Power Point; examen diagnóstico, programa del curso. -          De laboratorio: Multimetro, conectores de caimán, laminillas de zinc y cobre, frutos cítricos.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA -          Corriente electrica: -            Preguntas ¿Cuáles son las unidades de corriente eléctrica? ¿Cuáles  son los  tipos  de Tipos de corriente eléctrica? ¿Qué es la corriente eléctrica? ¿Qué instrumento  se utiliza para medir  el amperaje? ¿Qué instrumento  se utiliza para medir  el  voltaje?} } ¿Cuáles son las  unidades  del  voltaje ? 2 5 6 4 1 4 La unidad de la  corriente eléctrica es el ampere el cual representa un flujo de carga con la rapidez de un coulomb por segundo al pasar por cualquier punto.   1A= 1c/1s Por corriente Continua y corriente Alterna. Es la rapidez de flujo de la carga que pasa por un punto dado en un conductor eléctrico Es el Galvanómetro. El  electrómetro o el voltímetro. La unidad de fuerza electromotriz del Sistema Iternacional de Unidadesse llama voltio en honos de Alessandro Volta desde 1881.   -          Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas. FASE DE DESARROLLO               Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor: -          Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes:   Con el multimetro, realizan la medición de corriente eléctrica y voltaje de los diversos frutos cítricos:             Observaciones: Equipo 1 2 3 4 5 6 citrico Volt Amp V A V A V A V A V A Limon 0.3 00 0.6 00 0.6 00 -0.1 -0.2 -0.4 -0.1 -0.9 0 Naranja -0.4 0.1 -0.3 0.1 0.6 0.1 -0.4 00 -0.4 -0.2 -0.4 0 Toronja -0.3 0.1 0.5 0.01 0.6 00 -0.4 0.1 -0.4 -0.2 -0.9 0 Guayaba 0.6 00 0.6 00 0.6 00 -0.4 0.02 -0.2 00 -.23 0 Mandarina 0.7 00 0.4 0.01 0.6 00 00 00 0.2 00 0.1 0   Tabulan y grafican los datos obtenidos para obtener sus Conclusiones:  el voltaje más alto es el de la guayaba y el limón pero el amperaje más alto es el de la naranja Voltaje   Amperaje   FASE DE CIERRE     Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                     Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma.  Se les sugiere que abran una carpeta  nombrada Física 2;  en la cual almacenaran su información, se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente clase.                Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el                   programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.

 

Recapitulación 5

Resumen del  martes  y jueves

Lectura del  resumen por equipo

Aclaración de dudas

Ejercicio

Registro  de asistencia

Equipo	1	2	3	4	5	6
Resumen	El 12 de febrero el profesor firmo y reviso los temas relacionados a la energía potencial, la corriente electica, potencial eléctrico y diferencial de potencial.depues pasamos a responder varias preguntas referidos a dichos temas. Para el dia jueves 14 de febrero llevamosa cabo un experimento en el cual utilizamos unas barritas de cobre, aluminio y zinc para enterrarlas en varias frutas como la naranja, el limón, la guayaba, la toronja y la mandarina para medir su voltaje y amperaje con ayuda del multimetro.	El día martes 12 de febrero el profesor reviso lo correspondiente a cada semana se realizo una práctica en la pag. De internet: las cargas positivas y negativas en el campo eléctrico y el día jueves se realizo una práctica en la cual se realizo la medición del amperaje y voltaje en el limón, mandarina, guayaba y toronja, se medió por medio del multimetro.	En la clase del martes el profesor reviso la tarea y cada equipo paso a contestar preguntas sobre los campos eléctrico y el día jueves con el voltímetro medimos las ampers y el voltaje de diferentes cítricos poniéndole conductores como cobre, zinc y aluminio.	Durante la clase del martes se reviso la tarea y se utilizó un simulador de campo eléctrico, con una simulación del campo eléctrico, el día jueves mediante un voltímetro se calcularon cargas en amperes y voltaje de varios cítricos.	El día martes reviso el profesor la investigación de cada semana hicimos una práctica simulando un campo eléctrico el día jueves por medio de un voltímetro calculamos las cargas en amperes de algunos cítricos como limón naranja etc	El día martes reviso la tarea y utilizamos el simulador del campo eléctrico, utilizando cargas negativas, positivas y neutras. El jueves por medio de un voltímetro, medimos las cargas en amperes y el voltaje de los cítricos propu8estos en clase con ayuda de zinc, cobre y aluminio.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



 

 

 

 

 

 

 

 

       

          

 

 

 

 

Conclusión:

Usamos algunos cítricos como el limon, la toronja, la guayaba y la mandarina, despues insertamos en ellos una barra de aluminio,  otra de cobre y la última de zinc el cual eran conducores de electricidad y los unimos con el voltímetro y medimos la carga en ampers y en voltaje y nos dimos cuenta de que tambien en las frutas podemos encontrar cargas electricas
Cuando poniamos la otra barra los voltajes y los ampres eran de forma negativa, es decir menor que cero.