CAMPO MAGNÉTICO 1. 1. 2.
2.
OBJETIVOS Describir la influencia del campo magnético terrestre y del campo producido por un par de bobinas con corriente constante sobre una pequeña aguja imantada. Evaluar la componente horizontal del campo magnético terrestre.
FUNDAMENTO TEORICO
En 1629, Pierre de Maricourt descubrió que si una aguja se deja libremente en distintas posiciones sobre imán natural esférico, se orienta a lo largo de líneas que, rodeando el imán, pasan por puntos situados en extremos opuestos de la esfera. Estos puntos fueron llamados polos del imán. Posteriormente muchos experimentadores observaron que todo imán, cualquiera que sea su forma, posee dos polos, un polo norte y un polo sur, en donde la fuerza ejercida por el imán tiene su máxima intensi dad. En 1600, William Gilbert descubrió que la Tierra es un imán natural con polos magnéticos próximos a los polos geográficos norte y sur. (Como (Como el polo norte de la aguja de una brújula apunta apunta al norte geográfic geográfico, o, lo lo que llamamos polo magnético norte es realmente polo sur, como se ilustra en la Figura 1). 23,5°
Sur magnético
eje de rotación terrestre
Norte geográfico
Este método nos conduce primero a analizar la propiedad del campo producido por una bobina circular. Para hacer esto partimos de una espira de corriente como la de la Figura 3. Las líneas del campo magnético son curvas cerradas que atraviesan perpendicularmente al plano de la espira. La única línea de campo que se mantiene rectilínea es la que coincide con el eje de simetría de la espira e indica que el campo magnético apunta hacia la derecha tanto en la región izquierda como a la derecha de la espira. d
I Bh x
Figura 2
Figura 3
Aplicando la ley de Biot-Savart para el cálculo del campo B en un punto del eje de la espira de radio R, a una distancia x de su centro se tiene:
B
o I R 2
(1)
tan =
Bh Bt
=
o NR 2
B t [R 2 (d / 2) 2 ]3 / 2
I
(3)
Al graficar tan vs I encontramos una recta cuya pendiente es:
b=
3.
o N R 2
B t [R 2 (d / 2) 2 ]3 / 2
MATERIALES E INSTRUMENTOS (
(4)
)
Materiales
Instrumentos
Precisión
Fuente De Alimentación
Brújula
1º
Tubo De Plástico
Wincha
1 mm
Bobinas De Hemholtz
Amperímetro
0.01 mA
Cables Conductores Reóstato
3.
Con el mando de tensión de la fuente de poder variar el voltaje aplicado a las bobinas y obtener varios valores diferentes de la intensidad de corriente. Medir en cada caso el ángulo de desviación de la aguja magnética. Anotar los datos medidos en la Tabla 1. Tabla 1 Corriente en las bobinas Radio medio de las bobinas
I
I (mA)
(º)
tan
1
10
10
0.174
R = (0.1628 ± 0.001) m
2
20
17
0.308
N° de vueltas de cada bobina
3
30
26
0.489
N = 135
4
40
35
0.703
Separación media entre bobinas
5
50
43
0.883
6
60
53
1.255
7
70
61
1.471
8
80
68
1.949
d = (0.185
± 0.001) m
6.
Según los mapas geomagnéticos la magnitud de la componente horizontal del campo magnético terrestre, que es la que se evalúa en este experimento, en Trujillo es aproximadamente 28 T. Compare su resultado experimental con este valor calculando la desviación porcentual en la medición del Campo Magnético Terrestre. Δ% = 11.07%
6.
RESULTADOS (
Mé todo
) B t ( T)
Ecuación empírica
7.
Desviación porcentual B t 100 Bt
5.04%
11.07%
32.47
Gráfico Estadístico
Error porcentual B t 100 Bt
Tg ϕ = -11 ± 26.78
CONCLUSIONES (
31.1
)
5.
¿Qué cambios se producirían en los datos experimentales si se introduce un núcleo de hierro dentro de la bobina?
El campo magnético debido a las bobinas se incrementaría, por lo tanto, tambien se incrementaría los valores de los ángulos, pero las ecuaciones 3 y 4 serían modificadas. Sin embargo el campo terrestre seria el mismo 6.
Mencione algunas aplicaciones del magnetismo en tecnologías aplicadas al área de su especialidad
En la tecnología de almacenajito de datos, en los sistemas informáticos, en la fabricación de memorias de computadora.
8.
BIBLIOGRAFÍA (
)
(Autor, título, editorial, ciudad y país, Nº de edición, fecha, página)
Raymond Serway, Física Tomo II, editorial MC – Graw – Hill, 3era edición México, 1495, Paginas 794 - 795
Hoja de Cálculos X
Y
XxY
X2
Y2
1 2 3 4 5 6 7 8
0.00984
0.174
0.00171
0.000097
0.03028
0.01741
0.308
0.00536
0.000303
0.09486
0.02628
0.489
0.01285
0.000691
0.23912
0.03531
0.703
0.02482
0.001247
0.49421
0.04270
0.883
0.03770
0.001823
0.77969
0.05319
1.255
0.06676
0.002829
1.57503
0.06122
1.471
0.09006
0.003748
2.16384
0.06757
1.949
0.13169
0.004565
3.79860
∑
0.31352
7.232
0.37095
0.015303
9.17563
D = N∑X (∑X) = 8(0.015303)(0.31352) = . ( ( ∑X 0. 0 15303)(7. 2 32)(0. 3 1352)(0. 3 7095) A = )(∑Y)(∑X)(∑XY) = = . D 0.02413069 3 1352)(7. 2 32) − B = N(∑XY) D(∑X)(∑Y) = 8(0.31352)(0. = . 0.02413069 x N x R 4π.10−(135)(0.1628)
21.0 20.0 19.0
19.5
18.0 17.0 16.0 15.0 14.7
14.0 13.0 12.0
12.6
11.0 10.0 9.0 8.8
8.0 7.0 7.0 6.0 5.0 4.9
4.0 3.0 3.1 2.0 1.7
1.0 0.0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70