LABORATORIO DE FÍSICA II - UNIVERSIDAD DEL VALLE
BALANZA DE CORRIENTE
Castro Sandoval, José Alejandro (1527326); Córdoba Bueno, é!tor "v#n (1525$15); %rt&' oe Ste*an&a (152+31) 1 de -ov&ebre de 216. /eartaento de 0s&!a n&vers&dad del 4alle.
Abstract.
a r#!t&!a !ons&st&ó en ed&r la uer'a anét&!a sobre un alabre de !orr&ente, estud&ar la deenden!&a
de la uer'a anét&!a !on la lon&tud del alabre 8 ut&l&'ar una balan'a ara ed&r uer'as anét&!as. 9ara lorar d&!*o objet&vo objet&vo se toaron alabres !on d&erente d&erente lon&tud lon&tud 8 n:ero n:ero de es&ras !olados a una balan'a, en donde ueron soet&dos a un !ao anét&!o rodu!&do or dos bob&nas 8 oster&orente ed&r la asa del alabre !on el ee!to de !ao anét&!o. 0&nalente ara !ada alabre, se anal&'ó la rela!&ón l&neal de la d&eren!&a de la asa &n&!&al (s&n !ao anét&!o) !on la asa en!ontrada ara !ada valor de !orr&ente 8 se en!ontró el !ao anét&!o aso!&ado en !ada eer&ento.
Introducción.
as uer'as anét&!as sobre las !aras en ov&&ento en el &nter&or de un !ondu!tor se trans&ten al ater&al del !ondu!tor, el !ual en !onjunto eer&enta una uer'a d&str& d&str&bu& bu&da da en toda toda su lon& lon&tud tud.. a uer' uer'a a s&er s&ere e es erend&!ular al !ondu!tor 8 al !ao, or lo tanto se eres eresa a !oo !oo un rodu! rodu!to to ve!tor ve!tor&al &al (al &ual &ual
F = Il× Il × B
(e!. 1)
>l tér&no tér&no μr se t&ene en !uenta !uando se !uenta !on !on un ate ater& r&al al !u8a !u8a sus! sus!e et& t&b& b&l& l&da dad d an anét ét&! &!a a es d&st&nta a !ero 1. Cuando se t&ene un !ao rodu!&do or un n:ero de es&ras, el !ao anét&!o se redu!e a la eres&ón=
μo ∋
¿
( ) L +d μ r
(e!. 3)
B= ¿ /onde es la lon&tud total de los n:!leos del ater&al ut&l&'ado 8 d la lon&tud del esa!&o del a&re.
/onde
l reresenta un ve!tor a lo laro del alabre.
>l !ao anét&!o B en la re&ón !entral de una bob&na de - vuel vuelta tas s es un& un&or ore e 8 las las lne lneas as de !a !ao o an anét ét&! &!o o or oran an vuel vuelta tas s !err !errad adas as a trav través és de los los n:!leos de *&erro. Coo 8a se sabe, al ut&l&'ar bob&nas se !uenta !uenta !on una d&str&b d&str&bu!& u!&ón ón de !orr& !orr&ent ente e !on un alto alto rado de s&etra, 8 e&ste una le8
∮ μ 1 μ o
B.dl = I enc r
(e!. 2)
>l objet&vo de esta r#!t&!a es la ed&!&ón de la uer'a anét&!a sobre un alabre de !orr&ente, 8 el estud&o de la deenden!& deenden!&a a de la uer'a anét&!a anét&!a !on la lon&tud lon&tud del alabr alabre. e. 9ara 9ara lorar lorar d&!*os d&!*os objet& objet&vos vos se real&' real&'ó ó r&ero el s&u&ente ontaje=
LABORATORIO DE FÍSICA II - UNIVERSIDAD DEL VALLE B teo=
( 4 π ∗10−7 N )∗250∗2 A A
2
(
0,482 m + 0,006 m) 2000
B teo=0,100675
N A∗m
B teo=0,100675 Teslas
9ara *allar los errores or!entuales del eer&ento se debe *allar los !aos anét&!os resenten en !ada una de las ? la!as !on las l alabre re!t&lneo debe ser susend&do de la balan'a !on su se!!&ón *or&'ontal erend&!ular a las lneas de !ao anét&!o, ara deter&nar el valor de la asa &n&!&al o !uando no *a8 lujo de !orr&ente en el !ondu!tor. ueo se lleva la uente de las bob&nas (4/C 1) a una !orr&ente de 3 A. Se vara la !orr&ente en la es&ra !ondu!tora en &n!reentos de ,? *asta llear a ? A, re&strando el valor aarente de la asa en !ada !aso. Se re&te este ro!ed&&ento !on !ada una de las es&ras dadas ara la r#!t&!a2. Análisis de resultados.
Fueramagnética = I P∗ n∗l ∗B exp /onde " es la !orr&ente resente en la la!a, n es el n:ero de es&ras en la la!a, l es la lon&tud de la la!a 8 B> es el !ao anét&!o eer&ental
Cuando el s&stea se en!uentra en e
Fuerza magnética = Fuerza gravitacional
I P∗n∗l∗B exp=
Se *a!e un re&stro de los datos té!n&!os
I P∗n∗l∗Bexp g
9ereab&l&dad anét&!o en el va!o (@ ) 9ereab&l&dad anét&!a del *&erro (@ r ) >s&ras del transorador (-) Corr&ente en el transorador (" ) on&tud -:!leos () /&stan!&a DA9 a&re (d) Dravedad ()
∆ Masa g
= ∆Masa
?1 >n esta e!ua!&ón se t&ene
Tabla 1. Datos Técnicos 9ara de&n&r el !ao teór&!o resente se ut&l&'a la e!ua!&ón (3) sando alunos datos resentes en la tabla anter&or se ro!ede *allar el !ao anét&!o teór&!o=
= Pendiente∗ !
∆ Masa =
I P∗n∗l∗B exp
Pendiente =
g n∗l∗Bexp g
LABORATORIO DE FÍSICA II - UNIVERSIDAD DEL VALLE B exp=
|
Pendiente∗ g n∗l
$%rror 1 =
|
0,100675−0,1891 ∗100 0,100675
$%rror 1 =87,83 A*ora !on la e!ua!&ón ara *allar el !ao anét&!o se ro!ede a real&'ar los !#l!ulos !orresond&entes ara !ada la!a.
9la!a 2
!"#" 2
A!lara!&ón= Coo la HIasa est# eresada en raos, se *a!e la !onvers&ón de ravedad ara
/ 4 3 f(x) = 0.x
D&f'%'#&" -' *",", (%"*$,) 2
9,8 N ∗1 #g #g "ravedad = =9,8∗10−3 -E 1000 g
1 0
0
/
C$%%&'' (A*+'%&$,)
Gráfica ". ∆Masa vs Corriente (laca "!
9la!a 1
a seunda la!a
!"#" 1 3 2
D&f'%'#&" -' *",", (%"*$,)
f(x) = 0.48x 1 0
0
2
4
6
C$%%&'' (A*+'%&$,)
B exp= B exp=
Pendiente∗g n∗l 0,9666∗9,8∗10 −3
1∗( 50∗10
−3
)
B exp=0,1894 Teslas Gráfica 1. ∆Masa vs Corriente (laca 1! a r&era la!a
B exp=
0,4826∗9,8∗10 −3
1∗( 25∗10
B exp=0,1891 Teslas
)
0,100675−0,1894 0,100675
$%rror 2 =88,13
Pendiente∗ g n∗l −3
B exp=
|
$%rror 2 =
9la!a 3
|∗
100
LABORATORIO DE FÍSICA II - UNIVERSIDAD DEL VALLE a !on estos datos se *alla el !ao eer&ental 8 su rese!t&vo or!entaje de error
!"#" 3
B exp= 1./
−3
1 f(x) = 0.2/x D&f'%'#&" -' *",", (%"*$,) 0./ 0 0
Pendiente∗g n∗l
B exp=
/
1,8509∗9,8∗10 −3
2∗(50∗10
)
B exp=0,1813 Teslas
C$%%&'' (A*+'%&$,)
|
$%rror 4 =
Gráfica #. ∆Masa vs Corriente (laca #! a ter!era la!a
B exp=
Pendiente∗ g n∗l 0,2514∗9,8∗10 1∗( 12,5∗10
−3
)
B exp=0,1971 Teslas
|
$%rror 3 =
0,100675−0,1971 0,100675
|∗
100
100
$%rror 4 =80,08
An#l&s&s de >rror
Conclusiones.
$%rror 3 =95,77 9la!a ?
!"#" 4 10
D&f'%'#&" '%' *",", (%"*$,)
|∗
>l r&n!&al !ausante del n:ero tan elevado de los or!entajes de errores ue la toa de datos. /eb&do a
−3
B exp=
0,100675−0,1813 0,100675
f(x) / = 1.8/x 0 0
/
C$%%&'' (A*+'%&$,)
Gráfica $. ∆Masa vs Corriente (laca $! a !uarta la!a
/e esta r#!t&!a odeos !on!lu&r l sent&do de las lneas de !ao anét&!os rodu!&das or las bob&nas nos ueden &nd&!ar s& *a8
K1L Sears, Mean'F8, 0s&!a un&vers&tar&a !on s&!a oderna, vol "", 12 ed&!&ón, ed&tor&al Ad&sonNOesle8, Ié&!o, 2+, !a. 2$. K2L Dua de laborator&o, Balan'a de !orr&ente, n&vers&dad del 4alle
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