CAMPO MAGNETICO DEBIDO A UNA ESPIRA CIRCULAR A. Objetivos Determinar los efectos magnéticos que produce una corriente que circula por una espira circular. Establecer experimentalmente el campo magnético terrestre local. B. Esquema
C. Procedimiento experimental Equipos y materiales
Fuente de poder (CD )
Amperímetro
Brújula
Transportador
Cables de conexión
Regla
Reóstato C.1. NUMERO DE ESPIRAS CONSTANTE: 1. Instalar el equipo como muestra el esquema.
2. Colocar el reóstato en su valor máxima resistencia.
3. Colocar la aguja imantada (brújula) orientado hacia el norte geográfico.
4. Disponer el plano de la bobina orientado según el meridiano magnético local, con la aguja magnética en el centro de la espira. 5. Manteniendo el número de espiras constante, establecer un valor de 0.1 A, variando el regular de la fuente de poder. 6. Medir el ángulo que se desvía la aguja magnética . 7. Repetir los pasos anteriores para diferentes valores de corriente. 8. Registre sus datos en la tabla 1.
-
Número de espiras (N): 9
-
radio = 0.1025m
TABLA 1 Lectura
1 2 3 4 5 6 7 8 9
I (A) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
α (°) 14 28 38 43 50 53 60 66 66
Tan(α)
0.249 0.532 0.781 0.933 1.192 1.327 1.732 2.246 2.246
B (T) 5,52 × 10− 1,10 × 10− 1,66 × 10− 2,21 × 10− 2,76 × 10− 3,31 × 10− 3,86 × 10− 4,41 × 10− 4,97 × 10−
C.2 INTENSIDAD DE CORRIENTE CONSTANTE: 1. Instalar el equipo como muestra el esquema.
2. Colocar el reóstato en el medio de su valor.
3. Colocar la aguja imantada (brújula) orientado hacia el norte geográfico.
Bt (T)
2,22 × 10− 2,07 × 10− 2,13× 10− 2,37 × 10− 2,32 × 10− 2,5× 10− 2,23× 10− 1,96× 10− 2,21× 10−
4. Disponer el plano de la bobina orientado según el meridiano magnético local, con la aguja magnética en el centro de la espira. 5. Manteniendo la intensidad de corriente constante. 6. Haga la conexión para una espira. 7. Medir el ángulo que se desvía la aguja magnética α. 8. Repetir los pasos anteriores para diferentes valores de las espiras. 9. Registre sus datos en la tabla 2. -Intensidad de corriente (I): (1.0 ±0,1) A TABLA 2 Lectura
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Numero de espiras 1 2 3 4 5 6 7 8 9
α (°) 12 26 34 44 51 61 66 67 63
Tan(α)
0.213 0.488 0.675 0.966 1.235 1.804 2.246 2.356 1.963
B (T) 6,13× 10− 1,23 × 10− 1,84 × 10− 2,45 × 10− 3,06 × 10− 3,68 × 10− 4,29 × 10− 4,90 × 10− 5,52 × 10−
Bt (T)
2,88 × 10− 2,52 × 10− 2,73× 10− 2,54 × 10− 2,48 × 10− 2,04× 10− 1,91× 10− 2,09× 10− 2,81× 10−
D. Análisis de datos experimentales D.1.
1. 2. 3. 4. 5.
Calcule los valores de las tangentes de las desviaciones observadas Calcular el valor del campo magnético dentro de la bobina Calcular el valor del campo magnético terrestre local Utilice la TABLA 1 para registrar los cálculos Graficar en papel milimetrado GRAFICA 1; tan( ) en función de la intensidad de corriente. 6. Calcular el valor de la pendiente y su incertidumbre de la GRAFICA 1 Pendiente “B” = 0.380 D.2.
1. 2. 3. 4. 5.
Calcule los valores de las tangentes de las desviaciones observadas Calcular el valor del campo magnético dentro de la bobina Calcular el valor del campo magnético terrestre local Utilice la TABLA 2 para registrar los cálculos Graficar en papel milimetrado GRAFICA 2; tan( ) en función del número de espiras. 6. Calcular el valor de la pendiente y su incertidumbre de la GRAFICA 1 Pendiente “B” = 3.288
E. Comparación y evaluación de resultado E.1.
1. ¿Qué representa la pendiente de la GRAFICA 1?. Explique 2. A partir de la pendiente de la GRAFICA 1 calcular el valor del campo magnético local y su incertidumbre. 3. Comparar dicho valor experimental del campo magnético local con el valor bibliográfico Bt: 2x− . ¿Qué concluye? E.2.
1. ¿Qué representa la pendiente de la GRAFICA 2?. Explique 2. A partir de la pendiente de la GRAFICA 2 calcular el valor del campo magnético local y su incertidumbre. 3. Comparar dicho valor experimental del campo magnético local con el valor bibliográfico Bt: 2x− . ¿Qué concluye?
F. Conclusión
G. Bibliografías http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica3/magnetico/movimiento/movimiento.html http://www.vaxasoftware.com http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/induccion/medida_campo/medida _campo.htm#Medida de la componente horizontal del campo magnético terrestre http://www.guiasdeapoyo.net/guias/cuart_fis_e/Campo%20magnetico.pdf H. Cuestionario 1. ¿Qué factores influye en la práctica? Explique - La intensidad de corriente que es proporcional al campo magnético. - El valor del radio de la espira ya que B es inversamente proporcional con este. 2. ¿Podría determinarse el campo magnético terrestre local de otra forma? Explique
El segundo método se basa en la ley de Farada y. Disponemos de una bobina rectangular formada por N espiras de área S. Colocamos el eje de la bobina en la dirección Norte-Sur, y la giramos rápidamente 180º. La carga total producida por la fem inducida se puede medir mediante un galvanómetro balístico tal como se ha descrito en el aparatado anterior. Ahora bien, el osciloscopio es un instrumento presente en un laboratorio que se puede conectar a l a bobina y así, se puede observar de forma directa el fenómeno de la inducción electromagnética.
3. Una bobina consiste en un solo lazo de alambre tiene un radio de 30.0cm, conduce una corriente de 25ª y está colocada en un campo magnético externo de 0.30 T. determine el momento de torsión que se ejerce sobre el alambre cuando el plano del lazo forma un ángulo de 35º con la dirección del campo.
= . = 0.30 ( 0.3 ) 35º = 6.39 4. ¿Cómo se puede utilizar el movimiento de una partícula con carga para distinguir entre campo magnético y un campo eléctrico en una región determinada? Movimiento en un campo eléctrico
Una partícula cargada que está en una región donde hay un campo eléctrico, experimenta una fuerza igual al producto de su ca rga por la intensidad del campo eléctrico Fe=q·E.
-
Si la carga es positiva, experimenta una fuerza en el sentido del campo Si la carga es negativa, experimenta una fuerza en sentido contrario al campo
Movimiento en un campo magnético
Una partícula que se mueve en un campo magnético experimenta una fuerza Fm=q·v×B. Una partícula cargada positiva o negativa se mueve en una r egión donde existe un campo eléctrico, un campo magnético, o un campo eléctrico y magnético c ruzados (perpendiculares entre sí).
5. ¿Se puede emplear una brújula para detectar las corrientes de los alambres en los muros cerca de los interruptores de luz en una casa? Explique
La corriente doméstica es alterna (AC). Su polaridad cambia unos 50 o 60 veces por segundo. El campo magnético cambia a esa frecuencia. Una brújula difícilmente podrá moverse tan rápido porque tiene inercia (poca pero tiene) y probablemente se quede donde esté. La brújula s erviría para corriente continua (DC) si ésta tiene la intensidad suficiente para mover la aguja.
