EXPERIMENTO 04 CAMPO MAGNÉTICO
OBJETIVOS •
Verifcar el experimento de Oersted
•
Medir la componente tangencial del campo magnético terrestre
FUNDAMENTO TEÓRICO Una carga móvil crea en el espacio que le rodea un campo magnético (experiencia de Oersted). Para nuestra determinación del campo magnético, consideramos consideramos la oservación opuesta, es decir, que !un campo c ampo magnético e"erce una #uer$a sore una carga que se mueve a través de él!. Por lo tanto, decimos que en un punto del espacio existe un campo magnético si, adem%s de la #uer$a electrost%tica, se e"erce una #uer$a sore una carga móvil que pasa por dic&o punto.
Defnición De Ca!" Ma#n$%ic"& 'l campo magnético es una magnitud vectorial , por lo tanto, &a que defnir su módulo, módulo, dirección dirección sentido. sentido. campo magnético, inducción magnética o densidad de *u"o magnético.
+a determinación de la &acemos experimentalmente experimentalme nte a partir de un tuo de raos catódicos que consta de
Ca'ón e(ec%)ónic" , que lan$a electrones electrones con una velocidad controlale.
Pan%a((a *+")e,cen%e , que se-ala la incidencia del &a$ de electrones.
Observaciones
o
/ 0i el &a$ de electrones se desv1a, existe un campo magnético . 2/ 0e defne como -i)ección -e "la dirección en que ha de moverse una carga para que el campo magnético no ejerza fuerza sobre ella". 0upongamos que esto ocurre cuando, en la fgura, e"e O3, siendo, por tanto, ésta la dirección de .
tiene la dirección del
4/ 5uando la velocidad de la carga móvil es perpendicular al campo magnético, la #uer$a que act6a sore la carga es perpendicular a , tal como en la fgura. 7/ 5onsideremos que emitimos iones positivos a una velocidad no perpendicular a . 0e oserva que la #uer$a que act6a sore la carga, +q, móvil, es perpendicular a , siendo su módulo proporcional al valor de la carga a .
0e defne módulo de & !la constante de proporcionalidad entre F y ", es decir
8/ +a #uer$a e"ercida sore una carga positiva es opuesta a la e"ercida sore una negativa para valores f"os de
.
9ado que el sentido de es inmedile (es un ente astracto inventado), defnimos sentido de "aquél que cumple la relación
onde q viene afectado de su signo".
./nea, De Ca!" Ma#n$%ic"&
9el mismo modo que el campo eléctrico ! puede representarse mediante l1neas de campo eléctrico, tamién el campo magnético puede ser representado mediante l1neas de campo magnético. 'n amos casos, la dirección del campo viene indicada por la dirección de las l1neas de campo, la magnitud del campo por su densidad. 'xisten, sin emargo, dos importantes di#erencias entre l1neas del campo eléctrico l1neas de campo magnético . +as l1neas de campo eléctrico poseen la dirección de la #uer$a eléctrica sore la carga positiva, mientras que las l1neas de campo magnético son perpendiculares a la #uer$a magnética sore una carga móvil. 2. +as l1neas de campo eléctrico comien$an en las cargas positivas terminan en las cargas negativas: las l1neas de campo magnético #orman circuitos cerrados. 5on los polos magnéticos aislados aparentemente no existen, no &a puntos en el espacio donde las l1neas de campo magnético comiencen o terminen.
Vamos a ver un par de fguras donde se muestran las l1neas de campo, tanto #uera como dentro de una arra imanada 'n la primera fgura, vemos las l1neas de campo magnético dentro #uera de una arra magnética. +as l1neas emerger1an del polo norte entrar1an en el polo sur, pero carecen de principio fn. 'n su lugar #orman circuitos cerrados.
'n esta segunda fgura, vemos las l1neas de campo magnético que son exteriores a una arra imanada, visuali$adas por limaduras de &ierro.
Uni-a-e,&
MATERIA.ES
0ensor de campo magnético (M;<='>?5 @?'+9 0'=0OA)
?nter#ace 4B =et+a
;gu"a met%lica
Boinas de CDD 2D vueltas (EAO=5E' BOB?=; 9' CDD '0P?A;0)
?manes
@uente de poder (95 5O=0>;=>'A <'A'<'+>'0 ='>3<'A;> D..2V)
EXPERIMENTO& 04 REPORTE DE .ABORATORIO . 'xplique sus oservaciones del paso del procedimiento, respecto al campo magnético producido por una corriente eléctrica. ;l momento de camiar la polaridad del solenoide, la agu"a camia de sentido (=F0). al igual que la corriente, la agu"a magnética siempre se desv1a perpendicularmente al campo, aplic%ndole una corriente eléctrica el sentido de la agu"a var1a cuando sacamos dic&a corriente, la agu"a retorna a la posición inicial. 2. 5on los datos del paso 2 del procedimiento complete la siguiente tala
? (;) B (m>)
D.2 D.8
2 D.7 4.7
4 D.C 8.7
7 D.H 8.I
8 C
C .7 C.2
G .C C.7
BT1 V, IA1 D.D #(x) Dx J D
D.D D.D D D D D D D
2
4
7
8
C
G
'xplique sus resultados otenidos 'n el primer gr%fco podemos apreciar que con#orme la intensidad esta variando campo magnético tamién var1a amos est%n variando en #orma ascendente por lo cual existe una l1nea recta, sin emargo existen ciertas desigualdades deido a que en distintos puntos, &a veces que tanto la intensidad con el campo magnético suen de #orma rusca tamién a"an de tal #orma por ra$ones que vemos algunas desigualdades all1.
4. 'scria la ecuación de a"uste encontrado en el paso 4 del procedimiento
'xplique sus resultados otenidos. 'l campo magnético va aumentando con#orme se acerca al solenoide va disminuendo con#orme se ale"a del solenoide. 'xiste un &ueco en dic&o gr%fco deido a que pasar el im%n tuvimos que levantarlo porque el solenoide estaa en el medio por lo que ocurrió esta distorsión en dic&o gr%fco. 7. 5on sus datos otenidos en el paso 8 del procedimiento complete la siguiente tala >D 2G.H8
> 4D.22
>2 4D.87
>4 2I.8D
> promedio 2I.84
Periodo t D.D47
8. 5on los datos del paso C del procedimiento completa la siguiente tala Masa 44.H gr
;nc&o 2.2 cm
Base H cm
;ltura cm
Busque en los liros escria la #órmula del momento de inercia del im%n (arra) 2
m(
a
2
+b
12
)
Usando los valores de la tala 4, determine el momento de inercia del im%n 'l momento de inercia del im%n (arra) es
−4
3.23 x 10
C. 5on los datos del paso H del procedimiento complete la siguiente tala. Usando el periodo > el momento de inercia calculados en los pasos anteriores, determine B por medio de la ecuación (7). d (cm) K (L) B (m>)
2D I D.4
28 2 D.DH2
4D 44 D.D74
48 7H D.D2G
7D CD D.D4
Otenga un valor promedio del campo magnético 'l promedio del campo magnético es D.D8I
CUESTIONARIO 23 'n qué lugares de la tierra el campo magnético terrestre es m%ximo, porquéN 9ado que el campo magnético aumenta de los polos de la >ierra es decir, las del campo se &acen m%s densas las part1culas se mueven de un lado a otro en recorridos &elicoidales entre los polos norte sur de la >ierra. +a maor parte de los protones de alta energ1a, se encuentran en el cinturón interior a una altitud de 4.2DD m: los electrones est%n m%s concentrados en un cinturón exterior que se extiende a muc&os radios de la >ierra en el espacio.
cerca l1neas
+a existencia del campo magnético terrestre e"erce un e#ecto protector de la vida sore la >ierra. 9e no ser por él, el nivel de radiación procedente del espacio ser1a muc&o m%s alto el desarrollo mantenimiento de la vida en la #orma actualmente conocida proalemente no &uiera sido posile.
CONC.USIONES
'n el interior de la oina el campo es constante adquiere el valor m%ximo decrece &acia los extremos.
'l campo depende de la intensidad de corriente, numero de espiras la longitud de la oina.
0e oservó el comportamiento de una oina cuando se le aplica corriente: esta act6a produciendo un campo magnético al de"ar de actuar cesa el e#ecto.
'n la gr%fca campo en #unción del despla$amiento para las oinas en conectadas en serie se nota una di#erencia deido al n6mero de vueltas de las espiras.
BIB.IOGRAFA @1sica, >ipler, Paul ;, 'dit. Q . R. @reeman: C edición (2DDG) @1sica Universitaria. @. 0ears. S M. 3emansi. 'dit. ;ddison T Qesle Pearson 2 edición (2DDG)
@1sica Aecreativa. 0.