LABORATORIO N° 11 CAMPO MAGNETICO TERRESTRE
OTRO MONO WILFRIDO MENESES GELVIS 1111918 DANIEL
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER INGENIERIA INGENIERIA CIVIL ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO CIUDAD DE SAN JOSE DE CUCUTA 2015 LABORATORIO N° 11
CAMPO MAGNETICO TERRESTRE
OTRO MONO WILFRIDO MENESES GELVIS QUINTERO
PROFESOR: JESUS CONTRERAS BARRETO
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER INGENIERIA CIVIL ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO CIUDAD DE SAN JOSE DE CUCUTA 2015 TABLA DE CONTENIDO
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RESUMEN OBJETIVOS DESARROLLO TEORICO DETALLES EXPERIMENTALES RESULTADOS EXPERIMENTALES PROCESAMIENTO DE DATOS CONCLUSIONES
RESUMEN
El laboratorio de las bobinas del ca!o a"n#tico terrestre contiene $n bre%e res$en de s$ creaci&n ' co!osici&n( s$s detalles e)!erientales( s$ an*lisis res$elto( la "r*+ca ,$e re!resenta el ca!o a"n#tico( s$s ob-eti%os ' concl$siones de esta !r*ctica.
/
OBJETIVOS
O#$%&'() G%*%+,-: Medir el %alor de la co!onente 0ori1ontal de la intensidad del ca!o a"n#tico terrestre( !or el #todo de la br2-$la. O#$%&'(). E./%).: Deterinar la co!onente 0ori1ontal del ca!o a"n#tico de la tierra a tra%#s de la s$!er!osici&n del ca!o de 3el0olt1. Deterinar el *n"$lo de inclinaci&n !ara calc$lar la co!onente %ertical del ca!o a"n#tico dela tierra.
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DESARROLLO TEORICO
3QU4 ES EL MAGNETISMO 3asta /54/ s&lo era conocida $na 6ora de a"netiso( la !rod$cida !or ianes de 0ierro. Posteriorente( $n cient7+co dan#s( 3ans C0ristian Oersted( ientras deostraba a s$s ai"os el 8$-o de $na corriente el#ctrica en $n alabre( not& ,$e la corriente ca$saba ,$e la a"$-a de $na br2-$la cercana se o%iera. El n$e%o 6en&eno 6$e est$diado en 9rancia !or Andr#:Marie A!#re( ,$ien concl$'& ,$e la nat$rale1a del a"netiso era $' di6erente de la ,$e se cre7a. Era b*sicaente $na 6$er1a entre corrientes el#ctricas; dos corrientes !aralelas en la isa direcci&n se atraen( en direcciones o!$estas se re!elen. Los ianes de 0ierro son $n caso $' es!ecial( ,$e A!#re tabi#n 6$e ca!a1 de e)!licar. En la nat$rale1a los ca!os a"n#ticos son !rod$cidos en el "as rari+cado del es!acio( en el calor res!landeciente de las anc0as solares( ' en el n2cleo 6$ndido de la Tierra. Tal a"netiso debe ser !rod$cido !or corrientes el#ctricas( !ero !eranece en $n "ran desa67o encontrar c&o se !rod$cen esas corrientes.
C,6/) 6,7*&') T%++%.&+% La Tierra tiene $n ca!o a"n#tico con !olos Norte ' S$r. El ca!o a"n#tico de la Tierra alcan1a 0asta <= >>> illas en el es!acio? El ca!o a"n#tico de la Tierra est* rodeado !or $na re"i&n llaada la a"netos6era. La a"netos6era !re%iene ,$e la a'or7a de las !art7c$las del Sol( ,$e se trasladan con el %iento solar( c0o,$en contra la Tierra.
3CMO GENERA LA TIERRA SU CAMPO MAGN4TICO El n2cleo terrestre es l7,$ido. Se trata de $n a"a $' caliente( $n aterial cond$ctor. Coo el !laneta "ira( dic0o a"a tabi#n lo 0ace( a$n,$e no de anera $ni6ore. Una rotaci&n no $ni6ore de $n aterial cond$ctor crea $na d7nao( ' es ella la ,$e da l$"ar al ca!o a"n#tico terrestre( ,$e !resenta $n !olo Norte ' $n !olo S$r. En al"$nos oentos se 0an intercabiado; el !olo Norte 0a !asado a ser el !olo S$r ' %ice%ersa.
E%&) D*,6):
El e6ecto d7nao es $na teor7a "eo67sica ,$e e)!lica el ori"en del ca!o a"n#tico !rinci!al de la Tierra coo $na d7nao a$to:e)citada @o a$to: s$stentada. En este ecaniso d7nao el o%iiento 8$ido en el n2cleo e)terior de la Tierra $e%e el aterial cond$ctor @0ierro l7,$ido a tra%#s de $n ca!o a"n#tico d#bil( ,$e 'a e)iste( ' "enera $na corriente el#ctrica @el calor del decaiiento radiacti%o en el n2cleo ind$ce el o%iiento conecti%o. La corriente el#ctrica !rod$ce $n ca!o a"n#tico ,$e tabi#n interact2a con el o%iiento del 8$ido !ara crear $n ca!o a"n#tico sec$ndario. J$ntos( abos ca!os son *s intensos ,$e el ori"inal ' 'acen esencialente a lo lar"o del e-e de rotaci&n de la Tierra. LA TEORA DNAMO 9UE PROPUESTA POR EL 9SICO AMERICANO DE ORIEN ALEMN ALTER M. ELSASSER ' el "eo67sico brit*nico EdFard B$llard d$rante ediados de /G>>.
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DETALLES EXPERIMENTALES
Este laboratorio se 6$ndaent& en el $so de $nas bobinas aisladas ' $na br2-$la !ara obtener la cantidad necesaria de corriente ,$e deber7a !rod$cir cierto ca!o a"n#tico con di6erentes direcciones de *n"$lo.
H 4> <> H> HK K> => >
RESULTADOS EXPERIMENTALES I@A /K(/ 4<(// <<(4 H> H5(G >(= ///(=
K
PROCESAMIENTO DE DATOS
1; Co!lete las col$nas de la tabla /. Utili1ando la ec$aci&n @/ ' los datos obtenidos e)!erientalente.
< 4> <> H> HK K> => >
I=6A> /K(/ 4<(// <<(4 H> H5(G >(= ///(=
T,*< >(<=H >(K >(5
B#= ?T > />(K /= 44(< 4( <<(G H5(G (<
2; Constr$'a $na "r*+ca de B# contra T,* @( con los datos de la tabla /. Calc$le la !endiente. R PENDIENTE 6
y 2− y 1 x 2− x 1
6
( 2.74 )−( 0.36 ) ( 58.36 × 10−6 ) – ( 8.72 × 10−6)
6 !;9!
3
× 10
−1
T
; Deterine el %alor e)!eriental de la co!onente 0ori1ontal B0 del ca!o a"n#tico terrestre a !artir de la "r*+ca anterior. R APLICO LA FORMULA B
Bb Tanθ
20° −6
B
10,5 × 10
tan ( 20)
B 28;85
0°
−6
× 10
T
B
−6 16 × 10
( )
tan 30
−6
× 10
B 2;
T
!0° B
−6 22.3 × 10
(
tan 40
B 2";58
) −6
× 10
T
!5° −6
B
27.7 × 10
tan ( 45 ) −6
× 10
B 2;
T
50° −6
B
33.9 × 10
tan ( 50)
B 28;!!
−6
× 10
T
"0° B
−6 48.9 × 10
( )
tan 60
B 28;2
−6
× 10
T
0° −6
B
77.3 × 10
tan ( 70)
B 28;1
−6
× 10
T
P+)6%') %- ,6/) 6,7*&') B
( 28.85 × 10− ) +( 27.70 × 10− ) + ( 26.58 × 10− ) + ( 27.70 × 10− ) +( 28.44 × 10− ) +( 28.23 × 10− ) +( 28.13 × 10− ) 6
6
6
6
6
6
7
B 2;95
−6
× 10
T
!; Calc$le la a"nit$d del ca!o a"n#tico terrestre con la ec$aci&n @<. R APLICO LA ECUACIN B& φ
Bh cos φ
25°
B&
−6 27.95 × 10
( )
cos 25
B& 0;8!
−6
× 10
T
5; E)!li,$e !or,$e se !rod$ce el ca!o a"n#tico terrestre.
6
R racias a la rotaci&n de la tierra se !rod$ce $n dinao en el centro de la isa @n2cleo( el c$al est* 6orado !or '%++) ' *%-( los c$ales al estar "irando !rod$cen corriente( "enerando as7 $n ca!o a"n#tico.
"; c&o "irar7a la a"$-a iantada si se cabia la !olaridad de las cone)iones de las bobinas R La a"$-a "irar7a en la l7nea de acci&n a"netice norte:s$r !ero in%ertida o con a'or *n"$lo.
; 9$ncionaria i"$al si $tili1*raos corriente alterna R; No 6$ncionaria 'a ,$e la corriente alterna !osee cabios br$scos ' el ca!o a"n#tico no se antendr7a. =
CONCLUSIONES
El ca!o a"n#tico de la tierra se "enera a tra%#s de la din*ica ,$e e)iste en s$ n2cleo. Con este e)!eriento !$dios ostrar la interacci&n entre $n aterial a"n#tico @a"$-a de la br2-$la con $n ca!o a"n#tico !rod$cido !or $na corriente el#ctrica. El %alor del ca!o a"n#tico terrestre obtenido en 6ora e)!eriental es enor ,$e el real( a$n,$e est* dentro del orden de a"nit$d( lo ,$e se !$ede considerar $n res$ltado satis6actorio.
