PROYECTO FISICA: 2016

QUE ES?

Se denomina solenoide a la bobina que,por su diseño,genera un campo magnético de gran intensidad.Esta bobina,de forma cilíndrica,cuenta con un hilo conductor que esta enrollado de forma tal que la corriente provoca la formación de un campo magnético intenso.

El solenoide se emplea en una clase se válvulas que recibe el nombre de válvula solenoide.La apertura y el cierre de estas válvulas se producen por pulsos eléctricos y pueden llegar a ser controlados. Es un dispositivo el cual es capaz de crear un campo magnético sumamente uniforme e intenso en su interior, y muy débil en su exterior.La ventaja del solenoide en esa uniformidad que a veces se requiere en algunos experimentos de física, pero también tiene inconvenientes: es mas engorroso que las Bobinas de Tesla y no puede producir un campo magnético elevado sin un equipo costoso y un sistema de refrigeración. Andre - Marie Ampere invento en 1820 el nombre de solenoide, en un experimento en las corrientes circulares.

ANDRE MARIE AMPERE (1775-1836)

El físico matemático Andre - Marie Ampere (1775- 1836) descubrió las acciones mutuas

entre corrientes eléctricas, al demostrar que dos conductores paralelos por los que circula una corriente en el mismo sentido, se atraen, mientras que si los sentidos de la corriente son opuestos,se repelen. la unidad de intensidad de corriente eléctrica, el Ampere (símbolo A), castellanizada como Amperio.

se puede calcular el modulo,del campo magnético en el tercio medio del solenoide según la ecuación:

$B={\frac {mNi}{L}}$

siendo:

m, la permeabilidad magnética
N, el numero de espiras del solenoide
i, la corriente que circula
L, la longitud total del solenoide

mientras que el campo magnético en los extremos de este pueden aproximarse como:

$B={\frac {mNI}{2L}}$

OTROS AUTORES:

Michael Faraday (1791-1867)

ley de Faraday

Establece que el voltaje inducido en el circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia el tiempo,el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con un circuito como borde.

Ecuación:

$\oint _{C}{\vec {E}}\cdot {\vec {dl}}=-\ {d \over dt}\int _{S}{\vec {B}}\cdot {\vec {dA}}$

donde:

{\vec {E}}

es el campo eléctrico

d{\vec {l}}

es el elemento infinitesimal del contorno C

\vec{B}

es la densidad de campo magnético

S

es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de

{\vec {dA}}

están dadas por las reglas de la mano de la derecha.

La tensión inducida en una bobina es proporcional al numero de vueltas y a la tasa de cambio del flujo.La corriente inducida fluye en la dirección opuesta al cambio del flujo.El flujo no se acumula,en pocas palabras lo que entra es lo que sale.

Heinrich F.E Lenz (1804-1865)

La ley de Lenz plantea que las tensiones inducidas serán de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo.Esta ley es una consecuencia del principio de conservación de la energía. Relaciona cambios producidos en el campo eléctrico por un productor con la propiedad de variedad el flujo magnético, y afirma que las tensiones o voltajes aplicadas a un conductor,que genera una F.E.M (Fuerza Electro Motriz) que se opone al paso de la corriente que la produce.

Formulación:

La polaridad de una tensión inducida es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo campo magnético se opone siempre a las variaciones del campo existe producido por la corriente original.

Resultado de imagen para Heinrich F.E Lenz formulacion

Un flujo de un campo magnético uniforme a través de un circuito plano viene dado por:

$\Phi =\mathbf {B} \cdot \mathbf {S} =BS\cos {\alpha },$

donde:

\Phi

= Flujo magnético. La unidad en el SI es el weber (Wb)

\mathbf {B}

= Inducción magnética. La unidad en el SI es el tesla (T)

S

= Superficie definida por el conductor

\alpha

= Angulo que forman el vector S perpendicular a la superficie definida por el conductor y la dirección del campo

CONCEPTO

La válvula responde a pulsos eléctricos respecto de su apertura y cierre. eventualmente controlable por programa, su aplicación, mas recurrente en la actualidad, tiene relación con sistemas de regulación hidráulica y neumática.

la bobina con un núcleo apropiado, se convierte en un electroiman. se utiliza en gran medida para generar un campo magnético uniforme.

TEORÍA DEL SOLENOIDE

El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría,cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulación por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell.La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico,el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica,polarización eléctrica y polarización magnética),conocidas como ecuaciones de Maxwell.

A través del hilo conductor del solenoide circula la corriente y se genera el campo;mientras mas extensa sea la bobina,mas uniforme resulta el campo de su interior.De acuerdo al núcleo, el solenoide puede actuar como electro imán.

La función principal de un solenoide es activar una válvula que lleva su mismo nombre,la válvula solenoide.Esta válvula opera de acuerdo a los pulsos eléctricos de su apertura y su cierre.Es importante mencionar que existen varios tipos de solenoide,por lo que es lógico que su instalación y conexión también varié. No obstante,ya se trate de un solenoide u otro,y se le den sus diferentes,todos ellos operan bajo el mismo principio explicado con anterioridad.

USOS

En enchufes, ya que es funcional en temas de encendido y apagado

se encuentra en la bobina que esta en los autos y son parte del sistema de encendido de estos

Cuando giras la llave de tu vehiculo, el solenoide se acopla al motor de arranque a través de un eje y logra generar el movimiento necesario para que el motor gire.Este solenoide,por lo tanto,recibe corriente cuando la llave gira,dicha corriente comienza el procedimiento para forzar el arranque,incluyendo acciones sobre un embolo, un piñón y el cigüeñal del motor.Una vez el motor empieza a girar, la reacción del combustible le permite generar su propia energía.

Materiales:

madera para la base de 7 cm de ancho por 12.7 cm de largo
cable que por dentro lleve alambre
la carcasa de un esfero.
un clavo
una hélice de ventilador de PC o cualquier cosa circular, en este caso usaremos tapas de gaseosa