INFORME DE LABORATORIO No 4 CAMPOS MAGNETICOS
FÍSICA III
Karen Velasquez Angela Becerra Johan Cuéllar Johan Porras
Profesor: Fabian Lopez
UNIVERSIDAD DE AMERICA FACULTAD DE CIENCIAS Y HUMANIDADES BOGOTÁ D.C. 2013-04-12
OBJETIVOS Identificar los principales fenómenos electromagnéticos y encontrar las aplicaciones importantes. Identificar el campo magnético en los imanes y representar las líneas de campo magnético. Analizar el campo magnético producido por una corriente eléctrica que pasa por un alambre conductor. Estudiar el campo magnético producido por una bobina o selenoide. Comprobar la existencia de la fuerza electromagnética, sus características y algunas de sus aplicaciones.
MATERIALES Brújula Fuente de voltaje Fuente de corriente Cables de conexión Montaje del balancín Imanes permanentes Limadura de hierro Multímetro Bobina
MARCO TEÓRICO Campo magnético de un imán: Campo Magnético que posee polo norte y polo sur, de esta forma, el polo norte atrae al sur, y el sur al norte. Campo Magnético Terrestre: Es el campo magnético que se extiende desde el núcleo interno de la Tierra hasta el límite en el que se encuentra con el viento solar, una corriente de partículas energéticas que emana de Sol.
Campo Magnético de un Conductor: El campo magnetico surge cuando circula corriente electrica por los conductores El campo magnetico se representa como lineas que indican la direccion del vector intensidad de campo magnetico H , para un conductor rectilineo infinito estas lineas son circulos concentricos al conductor,para saber la direccion de la fuerza magnetica sobre una carga que se mueve dentro del campo magnetico,basta saber que la direccion de la fuerza es perpendicular a la direccion de las lineas de intensidad del campo magnetico H y al vector velocidad de la particula cargada.
Campo Magnético de una bobina o Solenoide: En una bobina de hilo conductoraislado y enrollado helicoidalmente, de longitud infinita. En ese caso ideal el campo magnético sería uniforme en su interior y, como consecuencia, fuera sería nulo.
Fuerza electromagnética: La fuerza electromagnética es una interacción que ocurre entre las partículas con carga eléctrica. Desde un punto de vista macroscópico y fijado un observador, suele separarse en dos tipos de interacción, la interacción electrostática, que actúa sobre cuerpos cargados en reposo respecto al observador, y la interacción magnética, que actúa solamente sobre cargas en movimiento respecto al observador.
PROCEDIMIENTO Extienda una hoja de papel blanco encima de un imán y sobre ella deposite limaduras de hierro. Observe la formación de las líneas de campo magnético y dibújelas en su informe de trabajo. Conecte una bobina y una pila. Aplique la regla de la mano derecha para conocer la dirección del campo magnético producido por la bobina. Acerque una brújula a los extremos del selenoide y verifique la dirección de Bb. Cambie la polaridad de la pila, es decir, la dirección de la corriente y repita el paso anterior. Incluya un núcleo de hierro dentro de la bobina y aproxime la brújula. Observa ahora algún cambio con respecto a la velocidad de la aguja ? Explique. Realice el montaje del balancín. Aplique la regla de la mano izquierda para conocer la dirección de la fuerza electromagnética. Pulse el interruptor y observe el movimiento del alambre. Escriba sus observaciones. Cambie la dirección de la corriente y luego la del campo magnético. Analice todos los casos. RESULTADOS 1. En el primer caso colocamos los imanes con los polos diferentes enfrentados. Las limaduras salen de un extremo del iman hacia el otro. En el segundo caso colocamos los imanes con los polos iguales enfrentados. Las limaduras salen alejadas de los imanes. 2. En la bobina observamos que las brújulas se manifiestan de diferente forma dependiendo la dirección del flujo de corriente, según las gráficas.
3. Con el conductor que está dentro de un campo magnético y por el cual se le hace circular una corriente, se crea en él una fuerza, que dependiendo como interactúen ambas cosas (corriente y campo), va a ser el sentido que tenga la fuerza. Tal Como se indica en las graficas.
ANÁLISIS DE RESULTADOS Con las limaduras de hierro podemos hacer visibles las líneas de fuerza. Los imanes crean en el espacio el campo magnético que es representado mediante líneas de fuerza. Dichas líneas de fuerza entran por el polo norte y salen por el polo sur. El campo se ilustra de norte a sur con una línea de dirección. Con la regla de la mano derecha pudimos determinar el sentido del vector inducción. Tomando el espiral en cualquiera de sus puntos con el dedo pulgar señalando el sentido de la corriente y verificar el giro de los otros dedos de la mano. Si colocamos los dos imanes con los polos diferentes enfrentados las líneas conectaran los dos imanes desde el polo norte de un imán al polo sur del otro. Pero si colocamos los dos imanes con los polos iguales enfrentados las líneas no pueden conectar los dos imanes. PREGUNTAS 1. ¿Cómo fue el error obtenido en el cálculo del campo magnético terrestre? ¿Cuáles son las principales fuentes de error en el experimento? Rta: No es posible hallarlo, ya que es necesario un valor de campo magnético real, lo cual no existe. 2. El campo magnético terrestre total, en esta localidad, forma un ángulo con la dirección horizontal y el que se obtuvo en el experimento es en realidad la magnitud de la componente horizontal de dicho campo. ¿Por qué el método usado en la práctica no sirve para obtener la magnitud resultante del campo magnético terrestre? Rta: Porque el valor del campo magnetico es muy alto, y no constante, a causa del constante movimiento de los atomos de hierro en el nucleo del atomo. 3. ¿Cuál es la explicación más aceptada en la actualidad sobre el o rigen del campo magnético terrestre? Rta: En general no está bien definido aún; lo que se sabe es que se observo que había atracción entre varios tipos de piedra naturales, en un pueblo de magnesia de allí su nombre magneto. El campo magnético es producido por una corriente eléctrica; cuando la corriente eléctrica esta fluyendo se produce un campo magnético pero cuando ésta deja de fluir desaparece el campo; al dos campos interactuar se produce un movimiento en el objeto ya que estos despegan fuerzas que producen el mismo. 4. ¿Qué efecto tiene el campo magnéti co terrestr e sobre las partículas cargadas procedentes del espacio? Menciones algún fenómeno que se produce a causa de este efecto. Rta: Del mismo modo que cuando tomamos una brújula, la aguja señala al “norte y al sur magnéticos”, si fuéramos viajando por el espacio que rodea a nuestro planeta, esa misma
brújula iría señalando la forma en que está distribuido el magnetismo de la Tierra por el espacio. A esta región del espacio por la que
viajamos observando las indicaciones de la brújula, la llamamos“magnetosfera”, porque decimos que es “la zona de influencia del magnetismo terrestre en el espacio que rodea al planeta”
CONCLUSIONES Se comprendió el efecto de la mano izquierda, y sabemos que lo podemos aplicar para saber la dirección de la fuerza electromagnética. Se entendió el movimiento de las líneas de fuerza a travez del ejemplo de las limaduras de hierro. El campo tiene una ilustración de norte a sur en los diagramas de fuerzas. La corriente y el campo tienen direcciones paralelas dentro de una bobina.
