OBJETIVOS General Medir el valor de la componente horizontal de la intensidad del campo magnético terrestre, por el método de la brújula
Especifico >Determinar la componente horizontal del campo magnético de la tierra a través de la superposición del campo de helmholtz Determinar ar el ángu ángulo lo de inclinac inclinación ión para calcular calcular la comp compone onente nte vertical vertical del >Determin campo magnético de la tierra
RESUMEN El campo magnético de la Tierra (también conocido como el campo geomagnético es el campo magnético !ue se e"tiende desde el núcleo interno de la Tierra hasta su con#luencia con el viento solar , una corriente de part$culas de alta energ$a !ue emana del %ol& Es apro"imadamente el campo de un dipolo magnético inclinado en un ángulo de '' grados con respecto a la rotación del eje, como si hubiera un imán colocado en ese ángulo en el centro de la Tierra& %in embargo, a di#erencia del campo de un imán de barra, el campo de la Tierra cambia con el tiempo por!ue en realidad es generado por el movimiento de las aleaciones de hierro #undido en el núcleo e"terno de la Tierra (la geodinámica& El olo )orte magnético se *pasea+, por #ortuna lo su#icientemente lento como para !ue la brújula sea útil para la navegación& intervalos aleatorios (un promedio de varios cientos de miles de a-os el campo magnético terrestre se invierte (los polos geomagnéticos norte . sur cambian lugares con el otro Estas inversiones dejan un registro en las rocas !ue permiten a los paleomagnetistas calcular los movimientos pasados de los continentes . los #ondos oceánicos como consecuencia de la tectónica de placas & /a región por encima de la ionos#era, . la ampliación de varias decenas de miles de 0ilómetros en el espacio, es llamada la magnetos#era& Esta región protege la Tierra de la da-ina radiación ultravioleta . los ra.os cósmicos& /a orientación de las rocas en las dorsales oceánicas, la magnetorrecepción de algunos animales . la orientación de las personas mediante brújulas son posibles gracias a la e"istencia del campo magnético terrestre&
MARCO TEORICO Todo imán recto !ue puede girar en torno a su centro, siempre se orienta en la dirección norte sur, si no e"iste en su pro"imidad ninguna in#luencia de origen magnético en este hecho se basa el #uncionamiento de la brújula& /as brújulas se orientan de tal manera !ue su dirección es la dirección del campo magnético en ese lugar . su polo norte indica el sentido del campo& 1uando una brújula es a#ectada por varios campos magnético simultáneamente esta se orienta en la dirección del campo magnético resultante . su polo norte indica el sentido de este& En esta práctica será aprovechado el carácter vectorial del campo magnético para poder determinar e"perimentalmente el valor de la componente horizontal 2h del campo magnético terrestre en el laboratorio&
%e puede demostrar !ue la magnitud del campo magnético en la región central de las bobinas de 3elmholtz ("4567 está dada por8
B b=
8 μNI 5 √ 5 R
%i el campo magnético creado por las bobinas (
Bb¿
componente horizontal del campo magnético terrestre ( acmpo magnetico resultante ( B b= Bh tan g θ
B Rh ¿
por lo tanto8
es perpendicular ala Bh¿
tendriamos un
1ono siendo terrestre
B T
Bh
.
φ se pude conocer la magnitud el campo magnetico
aplicando8
B T =
Bh cosφ
PROCEDIMIENTO '& 1on la brújula, localice la l$nea )orte 9%ur magnética . ubi!ue las bobinas de helmholtz& 7& /as bobinas de helmholtz se conectan en serie entre s$, con el reóstato el multimetro utilizado como amper$metro, como se muestra en la #igura&
:& ntes de conectar la #uente de alimentación ha. !ue asegurarse !ue los controles de potencial . corriente están al m$nimo& 1olo!ue el reóstato en el punto de ma.or resistencia& juste la #uente as$ ;4' ; . 4 7& <& 1on el reóstato regule la intensidad de la corriente eléctrica hasta !ue la aguja magnética #orme un ángulo de 20 ° & /leve el valor a la tabla '& =& 5epita el proceso anterior, para los otros valores de ángulo de la tabla '&
>& 5etire la brújula de las bobinas . por separado, colocando su plano verticalmente en la dirección norte?sur determine el ángulo de inclinación girando la brújula
90 °
∅
,
&
ANALISIS '& 1omplete las columnas de las tablas (', utilizando la ecuación ' . los datos obtenidos e"perimentalmente& 8 μ0 ∋
¿ 5 √ 5 R
A = π r 2
Bb=¿ B b 20° =7.89 × 10−5 B b 30° =¿ '&:=
× 10
−4
B b 40 °=2.02 × 10−4 −4
B b 45 °=2.39 × 10
−4
B b 50° =2.90 × 10
B b 60° =4.19 × 10−4 −4
B b 70° =6.95 × 10
7& 1onstru.a una gra#ica de 1alcule la pendiente&
Bb
contra tang @, con los datos de la tabla '&
−4
5ta8
m=
6.95 × 10
−5
−7.89 × 10
70 ° −20 °
−5
4 '&7:7 × 10
:& Determine el valor e"perimental de la componente horizontal
Bh
del campo
magnético terrestre a partir de la gra#ica anterior&
B h=
Bb tang ∅
B h 20° =2.167 × 10−4 B h 30° =2.338 × 10
−4
−4
B h 40 °=2.407 × 10
B h 45° =2.39 × 10−4 B h 50° =2.433 × 10−4 B h 60° =2.419 × 10−4 B h 70° =2.529 × 10−4 <& 1alcule la magnitud del campo magnético terrestre con la ecuación (:&
B t =
Bh cos φ −4
B t 20 °=2.828 × 10
B t 30 °=3.052 × 10−4 B t 40 °=3.142 × 10−4 B t 45 °=3.119 × 10−4
B t 50 °=3.176 × 10−4 B t 60 °=3.157 × 10−4 B t 70 °=3.301 × 10−4 =& E"pli!ue por !ué se produce el campo magnético terrestre& El magnetismo es un #enómeno e"tendido a todos los átomos con dese!uilibrio magnético& /a agrupación de dichos átomos produce los #enómenos magnéticos perceptibles, . los cuerpos estelares, los planetas entre ellos, son propicios a tener las condiciones para !ue se desarrolle un campo magnético de una cierta intensidad& En el interior de los planetas, la acumulación de materiales #erro magnéticos (como hierro . su movimiento di#erencial relativo respecto a otras capas del cuerpo inducen un campo magnético de intensidad dependiente de las condiciones de #ormación del planeta& >& A1ómo girar$a la aguja imantada si cambiamos la polaridad de las cone"iones de la bobinaB 5ta8 girar$a al contrario por consecuencia de las cone"iones de la bobina& C& Auncionaria igual el e"perimento si utilizáramos corriente alternaB 5ta8 claro !ue no .a !ue ejercer$a una ma.or polaridad . no #uncionaria igual&
CAMPO MAGNETICO TERRESTRE
ANA ALEANDRA !ERNANDE" ASENSIO #$%&'()$*
UNIVERSIDAD !RANCISCO DE PAULA SANTANDER !ISICA ELECTROMACNETICA CUCUTA ('$( CAMPO MAGNETICO TERRESTRE
ANA ALEANDRA !ERNANDE" ASENSIO #$%&'()$*
PRESENTADO A+ MARCO !ERNANDO CEL, CEL,
UNIVERSIDAD !RANCISCO DE PAULA SANTANDER !ISICA ELECTROMACNETICA CUCUTA ('$( IN!ORMES DE LABORATORIO
ANA ALEANDRA !ERNANDE" ASENSIO #$%&'()$*
UNIVERSIDAD !RANCISCO DE PAULA SANTANDER !ISICA ELECTROMACNETICA CUCUTA ('$( IN!ORMES DE LABORATORIO
ANA ALEANDRA !ERNANDE" ASENSIO #$%&'()$*
PRESENTADO A+ MARCO !ERNANDO CEL, CEL,
UNIVERSIDAD !RANCISCO DE PAULA SANTANDER !ISICA ELECTROMACNETICA CUCUTA ('$( DATOS OBTENIDOS
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(' 1' )' 4'
°
ngulo de desviación vertical
φ 4 1' °
CONCLUSION
5 prend$ a determinar la componente horizontal del campo magnético atreves del campo de helmholtz
5Determine el valor e"perimental de la componente
Bb
