CAMPO MGNETICO EN UNA BOBINA, FUERZA MAGNETICA
DAYANA VASQUEZ TABOADA T00032090
CARLOS DANIEL ACUÑA
GRUPO L SUBGRUPO L2
INTRODUCCION
El magnetismo es una propiedad por la cual los materiales se atraen o repelen de otros. Todos los materiales tienen propiedades magnéticas aunque sólo pocos las tienen en mayor medida que los demás y mucho más los magnéticos. La forma de clasicar un material magnético es según su comportamiento al acercarse a un imán o campo magnético. El magnetismo es la propiedad que poseen ciertas sustancias o elementos de atraer o adherirse a otras sustancias, como el hierro, acero y otros metales. Todo elemento que posee magnetismo propio es llamado I!". !T#!$$I%" & #E'(L)I%" E"T#E I!"E)* )i apro+imamos imanes tratando de unir sus polos, pueden ocurrir cosas distintas, se atraen o se recha-an, todo depende de los polos o puntas que enfrenten. %curre que los polos de un imán no tienen iguales caractersticas, si por e/emplo suspendemos un imán mediante un hilo desde la -ona neutral, se o0ser1a que toma una determinada posición geográca. (n e+tremo o polo quedará siempre indicando hacia el norte de la tierra y por supuesto, el e+tremo opuesto indicará el polo sur. El e+tremo del imán que indica hacia el norte de la tierra, queda denominado por esa causa como polo norte del imán, el e+tremo opuesto se llamará lógicamente polo sur. Los polos magnéticos de igual nom0re se recha-an y polos magnéticos de distinto nom0re se atraen. LI"E!) 2E 3(E#4!* Las lneas de fuer-a son la ruta que descri0e de norte a sur la energa de los polos de un imán. El sentido de las lneas de fuer-a de un imán es de norte a sur, e+presándole de otra forma las lneas de fuer-a salen del polo norte y llegan al polo sur del imán. $!'% !5"6TI$%* Es todo el espacio, donde actúan las lneas de fuer-a magnética. Las lneas de fuer-a representan la energa de7 campo magnético del imán. (" )%LE"%I2E es un alam0re largo enrollado en la forma de una hélice. $on esta conguración es posi0le producir un campo magnético ra-ona0lemente uniforme en el espacio rodeado por las 1ueltas del alam0re. $uando las 1ueltas están muy pró+imas entre s, cada una puede considerarse como una 1uelta circular, y el campo magnético neto es el 1ector suma de los campos de0ido a todas las 1ueltas. (n solenoide ideal es aquel cuando el espacio entre las 1ueltas es muy peque8o y la longitud es grande en comparación con el radio. %9:ETI;%
edir el campo magnético producido en el interior de un solenoide por una corriente continua a tra1és de la fuer-a magnética so0re una espira que conduce una corriente.
E<(I'%) 3uentes de ;olta/e =>?!@ > )olenoide =" A B?? espiras, L A >Bcm@ > Espira rectangular #eóstato de >BC y DDC ilos delgados > 0alan-a 2igital '#%$E2IIE"T% >. !rma el circuito para esta0lecer una corriente directa en la 0o0ina tal como lo muestra la gura, 'ida a su profesor que re1ise antes de encender la fuente. . Encienda la fuente y a/uste una corriente de I0 A F!. D. Gacia dónde 1a la dirección del campo magnético inducido dentro del solenoideH F. $oloque una 0rú/ula cerca del núcleo del solenoide y 1erique la dirección del campo magnético inducido. !pague la fuente. B. $oloque la espira dentro del solenoide y arme el circuito para alimentarla tal como lo muestra la gura D. 'ida a su profesor que re1ise antes de encender la fuente. . Gacia dónde se de0e des1iar la espira de0ido a la fuer-a magnética cuando encienda las dos fuentesH J. Encienda las dos fuentes que alimentan la espira y la 0o0ina. !umente gradualmente el 1olta/e en la fuente que alimenta la espira hasta o0tener una corriente inicial de >!. ;erique que la deKe+ión de la espira es la que usted predi/o. . aga que la espira se des1e como lo e+ige el e+perimento. $oloque en el e+tremo de la 0alan-a, hilos de longitud y densidad lineal de masa conocida y a/uste la corriente en la espira hasta que la 0alan-a se equili0re =1er gura F@.
M. #egistre la masa del hilo, la corriente en la espira y la corriente en la 0o0ina en la ta0la >. #epita el procedimiento para otros 1alores de masa del hilo. >?. #egistre todos los datos /os de la 0o0ina y de la espira en la ta0la .
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$alcula el campo magnético so0re el e/e de un solenoide y llega a la e+presión =>@. 2emuestra la e+presión =D@ y =F@ reali-ando los esquemas necesarios para las corrientes, el campo y la fuer-a resultante. )%L($I%"
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I"T#%2($$I%" Electromagnetismo es uno de los cuatro interacciones fundamentales de la naturale-a. Los otros tres son los fuerte interacción, La interacción dé0il y gra1itación. El electromagnetismo es la fuer-a que causa la interacción entre las partculas cargadas eléctricamente, las áreas en las que esto ocurre se llaman los campos electromagnéticos. El electromagnetismo es responsa0le de prácticamente todos los fenómenos relacionados con la 1ida diaria, con la e+cepción de la gra1edad. La materia ordinaria toma su forma como resultado de las fuer-as intermoleculares entre las distintas moléculas en la materia. El electromagnetismo es tam0ién la fuer-a que tiene electrones y protones /untos dentro de átomos,
Las implicaciones teóricas del electromagnetismo lle1aron al desarrollo de la relati1idad especial por !l0ert Einstein en el a8o >M?B. P9o0ina* )on componentes pasi1os de dos terminales que generan un Ku/o magnético cuando se hacen circular por ellas una corriente eléctrica. )e fa0rican arrollando un hilo conductor so0re un núcleo de material ferromagnético o al aire. )u unidad de medida es el enrio =@ en el )istema Internacional pero se suelen emplear los su0múltiplos m y m.P $ampo magnetico* (n campo magnético es una descripción matemática de la inKuencia magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo magnético en cualquier punto está especicado por dos 1alores, la dirección y la magnitudQ de tal forma que es un campo 1ectorial. Especcamente, el campo magnético es un 1ector a+ial, como lo son los momentos mecánicos y los campos rotacionales. 5al1anometro* (n gal1anómetro es una herramienta que se usa para detectar y medir la corriente eléctrica. )e trata de un transductor analógico electromecánico que produce una deformación de rotación en una agu/a o puntero en respuesta a la corriente eléctrica que Kuye a tra1és de su 0o0ina.
%9:ETI;%) R %0ser1ar y e+plicar algunos fenómenos donde se e1idencia la relación entre el campo eléctrico y el campo magnético. !TE#I!LE)
5al1anómetro 9o0inas 3uente 2$ 3uente !$ Imán de 0arra Tu0o de descarga '#%$E2IIE"T%
>. $onecte la 0o0ina al gal1anómetro tal como lo indica la gura . Tenga en cuenta que si la corriente entra por el 0orne positi1o del gal1anómetro, la agu/a se des1a hacia la derecha. . %0ser1e como está en1uelto el alam0re en la 0o0ina.
D. Introdu-ca rápidamente el imán de 0arra en la 0o0ina por el polo ! y dé/elo quieto dentro de ella. Luego sáquelo rápidamente.
arco teórico Ley de 3araday* G$ómo se induce un campo eléctricoH S$ualquier cam0io del entorno magnético en que se encuentra una 0o0ina de ca0le, originará un PP1olta/ePP =una fem inducida en la 0o0ina@. "o importa como se produ-ca el cam0io, el 1olta/e será generado en la 0o0ina. El cam0io se puede producir por un cam0io en la intensidad del campo magnético, el mo1imiento de un imán entrando y saliendo del interior de la 0o0ina, mo1iendo la 0o0ina hacia dentro o hacia fuera de un campo magnético, girando la 0o0ina dentro de un campo magnético, etc.
La ley de 3araday es una relación fundamental 0asada en las ecuaciones de a+ell. )ir1e como un sumario a0re1iado de las formas en que se puede generar un 1olta/e =o fem@, por medio del cam0io del entorno magnético. La fem inducida en una 0o0ina es igual al negati1o de la tasa de cam0io del Ku/o magnético multiplicado por el número de 1ueltas =espiras@ de la 0o0ina. Implica la interacción de la carga con el campo magnéticoP Ley de Len-* G$uál es la dirección de la corriente inducidaH $uando se genera una fem por cam0io en el Ku/o magnético, de acuerdo con la ley de 3araday, la polaridad de la fem inducida es tal que produce una corriente cuyo campo magnético, se opone al cam0io que lo produ/o. El campo magnético inducido en el interior de cualquier 0ucle de ca0le, siempre actúa para mantener constante el Ku/o magnético del 0ucle. En el e/emplo de a0a/o, si el campo 9 aumenta, el campo inducido actúa en oposición. )i está disminuyendo, el campo magnético actúa en la dirección del campo aplicado, para tratar de mantenerlo constante. Ley de !mpere y Ley de !mpereU a+ell* G$ómo se induce un campo magnéticoH PLa ley de !mpére e+plica, que la circulación de la intensidad del campo magnético en un contorno cerrado es igual a la corriente que lo recorre en ese contorno. El campo magnético es un campo angular con forma circular, cuyas lneas encierran la corriente. La dirección del campo en un punto es tangencial al crculo que encierra la corriente.
El campo magnético disminuye in1ersamente con la distancia al conductor. 'or lo tanto, esta primera parte de la ley de !mpVreWa+ell nos dice algo esencial* las fuentes primarias del campo magnético son las corrientes eléctricas, es decir, las cargas en mo1imiento. $omo puedes 1er, com0inando esta ley con la de 5auss para el campo eléctrico, las fuentes últimas de am0os campos son las cargas eléctricas* sin ellas no ha0ra ni un campo ni el otro. La diferencia entre am0os es que para que e+ista un campo eléctrico simplemente hacen falta cargas. )in em0argo, para que e+ista un campo magnético tienen que e+istir cargas que se mue1an, es decir, corrientes eléctricasP $orrientes parásitas. PLas corrientes parasitas se produce cuando un conductor atra1iesa un campo magnético 1aria0le, o 1ice1ersa. El mo1imiento relati1o causa una circulación de electrones, o corriente inducida dentro del conductor. Estas corrientes circulares crean electroimanes con campos magnéticos que se oponen al efecto del campo magnético aplicado. $uanto más fuerte sea el campo magnético aplicado, o mayor la conducti1idad del conductor, o mayor la 1elocidad relati1a de mo1imiento, mayores serán las corrientes parasitas y los campos opositores generados. P
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