LEY DE OHM Y RESISTENCIA RESISTE NCIA ELECTRICA
LAB FIS 1200
CAMPO MAGNETICO DE UNA BOBINA 1. OBJETIVO. 2. FUNDAMENTO TEÓRICO. Mediante este experimento se puede analizar las variaciones de la densidad magnética, por ejemplo a lo largo del eje perpendicular al plano que contiene a la bobina, campo magnético en el centro de la misma o en cualquier lugar y, además indirectamente, se verifica la validez de la ecuación que plantea la Ley de Biot avart! "sta ley permite calcular el campo magnético que produce una corriente eléctrica al circular por un conductor que esté dispuesta en cualquier forma, por ejemplo, una bobina! Ley de Biot avart# u r
B =
µ o × I
uT
% ×π ∫
× ur dl
r $ &onsiderando que las espiras de la bobina están muy juntas, esa expresión se afecta por el numero ' de espiras de la bobina, entonces la ecuación resultante es# B =
$
µ o IRb N
$ y +
$
Rb$
(
[ T ]
"n el centro de la bobina, para y)*, el campo magnético esta representado por la siguiente ecuación: µ × I × N B = o [ T ] $ × Rb
Sond d! H"" #$".% La sonda de +all axial se utiliza para medir un campo magnético en dirección axial, axial, donde donde las lneas lneas de inducci inducción ón están están dirigi dirigidas das a lo largo largo del eje de la sonda sonda de +all!"n +all!"n la construcción de la sonda de +all no se utiliza la lámina de aluminio, sino se utiliza una lámina de una aleación de indio y -rsénico! "ste es un material semiconductor cuya resistencia es aproximadamente de $ Ω !.ara el calibrado, se tien tienee un $&'n $&'n ("$)* ("$)*do do** que sirve para tal efecto en la sonda y para medir campo dirección tangencial para el intervalo de medida medida B/0** m1, y una bobina calibradora para calibrar las sondas y medir campo axiales para los intervalos de B/0** m1!
3.
HIPO HIPOTE TESIS SIS EXPE EXPERI RIMEN MENT TAL.AL.-
FNI
LAB % +
LEY DE OHM Y RESISTENCIA ELECTRICA
LAB FIS 1200
2 "l campo magnético de una bobina, varia respecto a la distancia de su eje axial, y es calculado por la formula de Biot 3 avart, describiendo una trayectoria parabólica! SISTEMA DE EXPERIMENTACION.-
4.
-mpermetro 1esla metro onda de +old! Bobina 4uente de alimentación *2$5 678
y *20* 6-8
REGISTRO DE DATOS EXPERIMENTALES.
INSTRUMENTO
CLASE ESCALA MÁXIMA ERROR ABSOLUTO
Amperímetro [A]
1!
Te&l'metro [mT]
(((((((( $)$ [mT]
MA*NITU+ N, de E&p-r.& [N] R.d-o [R]
" [A]
δI #
$$%![A]
δB#$$1
[mT]
CANTI+A+ ")$ $$/0 [m] $$$1 [m]
Errore& .b&oluto& de lo& -2&trume2to& FNI
LAB % +
LEY DE OHM Y RESISTENCIA ELECTRICA
LAB FIS 1200
Lím-te de med-d. de lo& -2&trume2to&
9":;19< =" =-1<
LL"7-'=< - M"19<, M>L1;.L;&-'=< .<9 "L "99<9 "' ="4"&1< ="L ;'19>M"'1< " 1;"'"# Tabla 2
n? 0 $ ( % 5 D C F E 0* 00 0$
FNI
@A@6m8 *A*!**0 *,*0A*!**0 *,*$A*!**0 *,*(A*!**0 *,*%A*!**0 *,*5A*!**0 *,*DA*!**0 *,*CA*!**0 *,*FA*!**0 *,*EA*!**0 *,0A*!**0 *,00A*!**0
BAB618 *,**C0$0C1)"E(! *,**DE0$D1)"E(! *,**D($$$1)"E(! *,**5%EF01)"E(! *,**%D%E%1)"E(! *,**(F0(1)"E(! *,**(*EED1)"E(! *,**$%EDE1)"E(! *,**$*5%01)"E(! *,**0DC$F1)"E(! *,**0(D5(1)"E(! *,**00(0D1)"E(!
LAB % +
LEY DE OHM Y RESISTENCIA ELECTRICA 0(
*,0$A*!**0
LAB FIS 1200 *,***E(%F1)"E(!
,. REGISTRO DE DATOS E-PERIMENTALES. N I 3I 4A5 V 3V 4V5 C"! 25 E(" E**o* A)o"/o *,***%( A %,5x0* 0,5 A&'#$& 0,5 1In/*&!n/o 0,5 25 *,***5*D A %,5x0* 2 7oltmetro
0*A678 $ 0,5
*,05 678
0,5 25 *,***FD A %,5x0* 6-mpermetro
*,**( 6-8 ( A 0,5
%,5x0*256-8
7
*,**0( A %,5x0*25
% A 0,5
,
*,**0%% A %,5x0*25
5 A 0,5
+
*,**0C0 A %,5x0*25
D A 0,5
8
*,**$ A %,5x0*25
C A 0,5
9
*,**$( A %,5x0*25
F A 0,5
*,**$D A %,5x0*25
E A 0,5
10
*,**$E A %,5x0*25
0* A 0,5
δ 3 = δ 6 =
ε H
0**
ε H
0**
× E&4.l.M.5-m. ⇒ δ 3 =
× E&4.l.M.5-m. ⇒ δ 6 =
0,5 G 0* ⇒ δ 3 = *0,563 8 0**
0,5 G *!**( ⇒ δ 3 = % !5 × 0* −5 6 A8 0**
Limite de medición δ 5 × 0**
5
=
3 L
=
I A
=
ε H
*,05 ×0** 0*H
⇒ 3 L =
%,5 × 0* −5 × 0** 0* H
*,05 ×0* ⇒ 3 L
⇒ I A =
= 0,563 8
%,5 × 0* −5 × 0* ⇒ I A
=
%,5 × 0* − % 6 A 8
RESISTENCIA MEDIA
FNI
LAB % +
LEY DE OHM Y RESISTENCIA ELECTRICA
9) (,%0 IJ
LAB FIS 1200
9 6-8)$* J
+. PROCESAMIENTO DE DATOS E-PERIMENTALES ;C
I =
FNI
3 Re
=
3 Rm + R A
=
3 (,%0 + $*
3 (%(*
LAB % +
LEY DE OHM Y RESISTENCIA ELECTRICA
LAB FIS 1200
"l grado de correspondencia a la constatación entre el modelo matemático teórico, de la capacitancia y el comportamiento de los datos experimentales segKn se observa en el grafico son suficientemente buenos!
D!/!*&$n($>n d! " *!$/!n($ I =
0
Re
3
=onde# y
0 $ ( % 5 D C F E 0*
FNI
x 0,5 $ ( % 5 D C F E 0* 55,5
= I
y *,***%( *,***5*D *,***FD *,**0( *,**0%% *,**0C0 *,**$ *,**$( *,**$D *,**$E *,*0D*%D
b
=
0
Re
x$ $,$5 % E 0D $5 (D %E D% F0 0** (FD,$5
y
y$ 0,F%E"2*C $,5D*%"2*C C,(ED"2*C *,*****0DE $,*C(D"2*D $,E$%0"2*D *,*****% *,*****5$E *,*****DCD *,*****F%0 (,$($F"2*5
=
. + b5
xy *,***D%5 *,**0*0$ *,**$5F *,**5$ *,**C$ *,*0*$D *,*0% *,*0F% *,*$(% *,*$E *,000DEC
x$y$ %,0D*$5"2*C 0,*$%0%"2*D D,D5D%"2*D *,****$C*% *,****50F% *,***0*5$DF *,***0ED *,***((F5D *,***5%C5D *,***F%0 *,**$005(D%
LAB % +
LEY DE OHM Y RESISTENCIA ELECTRICA
LAB FIS 1200
D!?$($>n E/'nd* S@ x 0,5 $ ( % 5 D C F E 0* 55,5
0 $ ( % 5 D C F E 0* $
Sy
=
Σ M y − y N
⇒
2−$
Sy
=
$!C((C% × 0* −F F
y *,***%( *,***5*D *,***FD *,**0( *,**0%% *,**0C0 *,**$ *,**$( *,**$D *,**$E *,*0D*%D
⇒
Sy
= 5 !F%5 × 0*
y
*,***%($$E *,***5CDEE *,***FDD(E *,**0055CE *,**0%%50E *,**0C(%5E *,**$*$(EE *,**$(0((E *,**$D*$CE *,**$FE$0E *,*0D*%(D
y 2 y N$ 5,$%%0"20$ 5,*(E5F"2*E %,*F($0"200 $,*CED5"2*F $,DE(D0"200 D,*%DDF"20* 5,C55$"20* 0,CE$E$"20* C,CF%0"20$ D,*EED0"200 $,C((C%"2*F
−5
D!?$($>n !/'nd* d! @ )
Co!$($!n/! d! Con$n :rados de libertad ) n2$ ) F
t α = (,(55(FC((0
α = 0H
$
E**o* A)o"/o d! @ ) δ . = t α Gν .
⇒ δ . =
$
δ b = t α Gν b
⇒ δ b =
$
FNI
LAB % +
LEY DE OHM Y RESISTENCIA ELECTRICA
LAB FIS 1200
M!d$d d! *!($$>n α = . ± δ . α =
±
β = b ± δ b β =
±
D!/!*&$n($>n d! R ! Re
= R A + R
b= Re
0
Re
Re =
0 b
=
0 * !***$E
(%%F!$F
R
= Re −
R
=
Re
=
R A
R
=
(%%F !$F − $*
(%$F!$F6Ω8
=
0
R
b
δ Re =
Re = δ
δ b
Re
=
= Re −
*!****$
b *!**$E $(C !F06Ω 8
RA × (%%F !$F
δ R = δ Re + δ R A
δ R = $(C!F0 + %!5 ×0*
R = δ
−5
$%*6 Ω8
Rexp = R + δ R δ δ Rexp = (%$F + $%*6Ω 8
Rexp = R + δ R δ ε H =
δ R G0** ⇒
ε H =
R
$%* G0** ⇒
ε H = CH
(%$F
"l porcentaje de error es suficientemente bueno!
P*!) d! H$>/!$ 'ula -lternativa . − α t . = ⇒ t . = σ .
+*# O)* +*# O P/* −* ⇒ t . =
"l valor critico de t a cae en la región de aceptaciónQ por lo tanto el intercepto O verdadero es igual a cero entonces inferimos que la constante a es igual a cero con una confianza del EEH o un error menor al 0H! FNI LAB % +
LEY DE OHM Y RESISTENCIA ELECTRICA 'ula -lternativa t b =
b − α σ b
⇒ t b =
LAB FIS 1200
+*# b ) (!%x0*( +*# b P/ (!%x0*( − (!% ×0*(
⇒ t b =
"l valor critico de t b no cae en la región de aceptaciónQ por lo tanto se acepta la @ipótesis alterna donde el intercepto R verdadero es distinto de &M entonces inferimos que la constante b es diferente a &M con una confianza del E5H o un error menor al 5H!
8. INTERPRETACIÓN DEL E-PERIMENTO. -
"l voltaje es directamente proporcional a la corriente eléctrica La resistencia es independiente de los valores de voltaje y corriente eléctrica
9. ASERCIÓN DE CONOCIMIENTOS. e logró verificar la ley de <@m que relaciona el voltaje y la corriente electrica e logró determinar la resistencia experimentalmente con un porcentaje de error del CH uficientemente buenoN!
. BIBLIOGRAFA. .agina Seb 4sica .arte ;; 4;;&- "U."9;M"'1-L ;;;
FNI
9;'&<' ="L 7-:< 9obert 9esnicT y =avid +alliday ;ng! Vaime Burgos Manrique
LAB % +
