Universidad del Valle, Valle, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Departamento de Física, Experimentación de Física II Tarea de Preparación Medida de Campos Magnéticos: Bobina Exploradora.
1. Calcule Calcule la em inducid inducidaa !en voltios" voltios" en una una #o#ina #o#ina testi$o testi$o de 1% vueltas vueltas y radio radio 1 cm si el campo ma$n&tico varia de a orma B 0 sin ωt , si la recuencia es de '% () y el campo es creado por un par de #o#inas en coni$uración (elm*olt), de radio 1% cms, +% vueltas y la ma$nitud de la corriente ue circula es de 1 amperio. Datos:
-o#ina esti$o/ Número de veltas !N": 1% • #adio !#": %.%1 m • -o#inas de (elm*olt)/ Número de veltas !N": +% • #adio !#": %.1 m • Frecuencia !F"/ '% ()
•
•
•
C$lclos:
0 partir de los datos anteriores y la ecuación !" determinamos el valor de
B 0 así/
μ0 ∋ ¿ sin ωt = B0 sin ωt R B=
()
B 0=
4
3
( )¿ 3
4
2
5
(4 π × 10−7
2
A
2
)( 50 )( 1 A ) 2
5
El valor de
N
0,01 m B0
ser2/ 4
−
B 0= 4,49 × 10
T
0*ora a partir del valor de la recuencia encontramos la Velocidad elocidad 0n$ular !
ω =2 πf
ω =2 π ( 60 Hz ) −1
ω =376,9 s
De esta manera el valor del campo ma$n&tico ser2/
ω " así/
t ω¿ −4 B = 4,49 × 10 sin ¿ 3a
fem inducida se calcula a partir de la si$uiente ormula/
ε 0 = N b Sω B0 −1
2
ε 0 =( 10 )( π ( 0,01 m ) )( 376,9 s )( 4,49 × 10 −4
−1
2
−4
T ) −4 Vs
ε 0 =( 10 )( 3,1415 × 10 m )( 376,9 s )( 4,49 × 10 −4
ε 0 =5,31 × 10
m
2
)
V
4. Calcule el valor del campo ma$n&tico B0 !en 5auss" ue puede ser calculado si la em inducida en una #o#ina testi$o y medida con un voltímetro apropiado es de/ 1 nanovoltio, 1 microvoltio, 1 milivoltio, 1 voltio. Utili)ando la ecuación y conociendo el valor ue toma
ε 0 , se despe6a la si$uiente ecuación para
calcular el campo ma$n&tico/
ε 0 = N b Sω B0 B 0=
ε0 N b Sω
omando los valores para 7, 8 y N # del ítem anterior, se calcula el ca mpo ma$n&tico en 5auss 9
7i la em es de 1 nano voltio −9
B 0=
9
1∗10
V −1
2
( 10 )( π ( 0,01 m ) )( 376,9 s )
=8,4∗10−10 T =8,4∗10−6 G
−6
B 0=8,4∗10 G
7i la em es de 1 microvoltio −6
B 0=
1∗10
2
V −1
(10 )( π ( 0,01 m ) )( 376,9 s ) −3
B 0=8,4∗10 G
=8,4∗10−7 T =8,4∗10−3 G
9
7i la em es de 1 voltio
B 0=
1 V
(10 )( π ( 0,01 m )2)( 376,9 s−1 )
=0,84 T =8445 G
B 0=8445 G
:. Identiiue cada una de las ma$nitudes ísicas ue Ud. va a medir en este experimento. ;Cu2les son las ma$nitudes ísicas deinidas en la ecuación ue descri#e el enómeno ísico<. 7i no coinciden, expliue cómo va a o#tener las ma$nitudes ísicas de la ecuación para explicar el enómeno en estudio. 3as ma$nitudes ísicas ue se van a medir son/ Corriente !0"/ es la circulación de car$as o electrones a trav&s de un circuito el&ctrico cerrado, ue se mueven siempre del polo ne$ativo al polo positivo de la uente de suministro de uer)a electromotri) !FE=". 7e mide en 0mperios !0". Volta6e !V"/ El volta6e es una ma$nitud ísica, con la cual podemos cuantiicar o >medir? la dierencia de potencial el&ctrico o la tensión el&ctrica entre dos puntos, y es medi#le mediante un aparato llamado voltímetro. 7e mide en voltios !V". Intensidad de campo ma$n&tico !"/ Un campo ma$n&tico es un campo de uer)a creado como consecuencia del movimiento de car$as el&ctricas !lu6o de la electricidad". 3a uer)a !intensidad o corriente" de un campo ma$n&tico se mide en 5auss !5" o esla !". Frecuencia an$ular !rad@s"/ 3a velocidad an$ular es una medida de la velocidad de rotación. 7e deine como el 2n$ulo $irado por una unidad de tiempo y se desi$na mediante la letra $rie$a A. 7u unidad en el 7istema Internacional es el radi2n por se$undo !rad@s". 3as ma$nitudes ísicas ue se deinen en la Ecuación ue descri#e el enómeno ísico son/ recuencia an$ular, permea#ilidad del vacío y corrienteB por lo tanto con las ma$nitudes medidas se puede *allar la em inducida reuerida para explicar el enómeno.
