prototipos de fisica

$Descripción: C:\Users\Itzel\Pictures\CAM00636.jpg$ $Descripción: C:\Users\Itzel\Pictures\imagesCAN2L01C.jpg$ COLEGIO DE BACHILLERES DEL ESTADO DE MICHOACÁN

PLANTEL COENEO

Reporte: JAULA DE FARADAY

Asignatura: Física II, Bloque 4

Alumna: María Itzel García Tovar

Profesor: Ing. Cervando Hernández Lagunas

Junio/2013

PROPÓSITO

Dar a conocer la ley de Faraday por medio de un experimento, que consiste en demostrar que el campo electromagnético en el interior de un conductor en equilibrio es nulo, anulando el efecto de los campos externos, este es solamente una representación de la verdadera jaula de Faraday, que es la que lleva por nombre dicho experimento.

Así también como conocer cómo influye este prototipo en el funcionamiento de algunos conductores electrostáticos, tales como: los microondas, escáneres, cables, etc. Otros dispositivos, sin estar provistos de una jaula de Faraday actúan como tal: los coches los aviones. Y también en algunos afecta, como los celulares, radios, ascensores.

DESARROLLO

La ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente ley de Faraday) establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde:²

(*) $Descripción: \oint_C \vec{E} \cdot \vec{dl} = - \ { d \over dt } \int_S \vec{B} \cdot \vec{dA}$

Donde $Descripción: \vec{E}$ es el campo eléctrico, $Descripción: d\vec{l}$ es el elemento infinitesimal del contorno C, $Descripción: \vec{B}$ es la densidad de campo magnético y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de $Descripción: \vec{dA}$ están dadas por la regla de la mano derecha.

Esta ley fue formulada a partir de los experimentos que Michael Faraday realizó en 1831. Esta ley tiene importantes aplicaciones en la generación de electricidad.

¿Qué es la jaula de faraday?

La jaula de Faraday debe su nombre a su inventor, el científico británico Michael Faraday. Fue inventado en el año 1836. La jaula de Faraday también se conoce como el escudo de Faraday.

La jaula de Faraday consiste en un recinto que es de un material que puede contener cargos muebles, electricidad. El recinto también se podría hacer de una malla que es similar a dicho material.

Este tipo de recinto tiene la capacidad para bloquear los campos externos, de electricidad estática

Se emplea para proteger de descargas eléctricas, ya que en su interior el campo eléctrico es nulo.

Un conductor en equilibrio electrostático. Cuando la caja metálica se coloca en presencia de un campo eléctrico externo, las cargas positivas se quedan en las posicione de la red; los electrones, sin embargo, que en un metal son libres, empiezan a moverse puesto que sobre ellos actúa una fuerza dada por:

Donde la carga e es la carga del electrón. Como la carga del electrón es negativa, los electrones se mueven en sentido contrario al campo eléctrico y, aunque la carga total del conductor es cero, uno de los lados de la caja (en el que se acumulan los electrones-9 se queda con un exceso de carga negativa, mientras que el otro lado queda con un exceso de carga negativa, mientras que el otro lado queda con un defecto de electrones (carga positiva). Este desplazamiento de las cargas hace que en el interior d la caja se cree un campo eléctrico, de sentido contrario al campo externo.

“El campo eléctrico resultante en el interior del conductor es por tanto nulo”.

Como en el interior denla caja no hay campo, ninguna carga puede atravesarla; por ello se emplea para proteger dispositivos de cargas eléctricas. El fenómeno se denomina APANTALLAMIENTO ELÉCTRICO.

CONSTRUCCIÓN DEL PROTOTIPO

I. MATERIALES:

1. Caja de cartón, (5cm de ancho, 5 de largo y 10 de alto).

2. Medio rollo de aluminio.

3. Celular

4. Radio

5. Papel transparente

6. Moño de regalo (es opcional)

REALIZACIÓN DE LA JAULA DE FARADAY

1. Primeramente se coloca la caja de cartón en un lugar plano, se limpia y se abren bien las 4 pestañas.

2. Se parte papel aluminio, se va colocando alrededor de la caja, por dentro, de manera que vaya cubriendo todas las paredes y también la parte de abajo, (sin dejar ningún hueco sin cubrir de aluminio).

3. Se forra la parte de afuera de la caja también de aluminio, para después forrarla de papel transparente (también se forran las pestañas de aluminio y papel).

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Exterior de la caja Interior de la caja Caja terminada

¡EN PRÁCTICA!

¿Cómo se realiza este experimento?

Primer ejercicio:

· Con el receptor de radio se va a sintonizar una emisora de radio que se escuche bien y potente. Se coloca el radio dentro de la caja de cartón con aluminio, tapar todas sus pestañas, esperar unos minutos.

¿Qué es lo que sucede? Se observa que el radio dejo de escucharse.

Segundo ejercicio:

· Se coloca el celular dentro de la caja, se tapa muy bien ésta, se espera un minuto.

· Con otro celular se le llama al que está adentro.

¿Qué es lo que pasa? No entra la llamada al celular de adentro, éste se queda sin señal.

¿Por qué sucede esto? El papel aluminio que envuelve al aparato de radio forma una jaula de Faraday que impide que capte los campos electromagnéticos que transporten señal.

-Costo:

Este experimento no requiere de mucho dinero y de gran trabajo, es una forma muy simple y económica de la representación de la verdadera jaula de Faraday. Ya que se puede realizar con objetos reciclados.

-Aprobación de la hipótesis

El experimento fue un éxito, ya que el resultado que se obtenía fue acertado, la interpretación de la jaula de Faraday en un prototipo casero, se pudo lograr que se interfiriera las señales de dichos aparatos, dejándolos sin funcionamiento, y ahí demostrando la ley de Faraday y comprobar su enunciado.

DOCENTES Y JÓVENES ALUMNOS…

Uno de los grandes retos que se nos presentan en este nivel, es el enfrentamiento con estos grandes inventos, donde uno tiene que interactuar con ellos y saberlos manejar.

Nosotros la invitación que te damos es que te metas más a este conocimiento, conjugando tus habilidades y capacidades para poder entender este campo.

Ya que no solo estarán presentes en tu salón de clases, en algunas asignaturas, sino relacionado con todas las asignaturas y en tu vida cotidiana, en muchos aspectos, donde simplemente en el hogar te encontraras con cientos de estos prototipos.

Los docentes tienen que estar apoyando a los jóvenes y darles una orientación buena y entendible donde los alumnos se interesen más por estos trabajos y así dando un mejor resultado a su aprendizaje y conocimiento.

¡Las leyes de la física no es lo mismo leerlas en un libro de texto, cuando las pones en práctica y las sabes llevar a cabo en tu vida cotidiana por medio de ejercicios y juegos es cuando realmente las conoces!

Sabes….