Practica 10

LABORATORIO DE FISICA C Msc. RICHARD PILOZO

OBJETIVOS Obtener campos magnéticos utilizando corriente

continua y corriente alterna.

RESUMEN

En la práctica se realizó experimentos, en circuitos utilizando corriente continua y alterna. Se obtuvo en esa región las características de campos magnéticos. Se conecto con corriente continua a un conductor y se le acerco una brújula a lo que este movió perpendicular al flujo de corriente del conductor.Se conecto con corriente continua a un solenoide y se acercó a una brújula estática la que este se movía apuntando el norte donde se movía el solenoide.

Introducción

En 1813, Hans Christian Oersted predijo que se hallaría una conexión entre la electricidad y el magnetismo. En 1819 colocó una brújula cerca de un hilo recorrido por una corriente y observó que la aguja magnética se desviaba. Con ello demostró que las corrientes eléctricas producen campos magnéticos. Aquí vemos cómo las líneas del campo magnético rodean el cable por el que fluye la corriente.Alessandro Volta a quien Napoleón nombró conde por su trabajo en el campo de la electricidad es famoso por fabricar la primera pila eléctrica, conocida como pila voltaica. Volta, profesor de física y gran experimentador, realizó muchas otras contribuciones a la ciencia, como la invención del electróforo, un aparato para generar cargas estáticas. La unidad de potencial eléctrico, el voltio, recibe este nombre en su honor.

pág. 1 ENRIQUE ANCHUNDIA GUERRERO

En 1774 fue profesor de física en la Escuela Regia de Como y al año siguiente inventó el electróforo, un instrumento que producía cargas eléctricas. Durante 1776 y 1777 se dedicó a la química, estudió la electricidad atmosférica e ideó experimentos como la ignición de gases mediante una chispa eléctrica en un recipiente cerrado. En 1779 fue profesor de física en la Universidad de Pavía, cátedra que ocupó durante 25 años. Hacia 1800 había desarrollado la llamada pila de Volta, precursora de la batería eléctrica, que producía un flujo estable de electricidad. Por su trabajo en el campo de la electricidad, Napoleón le nombró conde en 1801. La unidad eléctrica conocida como voltio

André Marie Ampère (1775-1836), científico francés, conocido por sus importantes aportaciones al estudio de la electrodinámica. Ampère nació en Polémieux-au-Mont-d'Or, cerca de Lyon. El amperio (A), la unidad de intensidad de corriente eléctrica, toma su nombre de él. Su teoría electrodinámica y sus interpretaciones sobre la relación entre

electricidad y magnetismo se publicaron en su Colección de observaciones sobre electrodinámica (1822) y en su Teoría de los fenómenos electrodinámicos (1826). Ampère inventó la aguja astática, que hizo posible el moderno galvanómetro (véase Medidores eléctricos). Fue el primero en demostrar que dos conductores paralelos por los que circula una corriente en el mismo sentido, se atraen el uno al otro, mientras que si los sentidos de la corriente son opuestos, se repelen.Solenoide, hilo metálico arrollado que, recorrido por una corriente eléctrica, se comporta como un imán.Cuando se sitúa una aguja imantada cerca de un solenoide, es desviada de modo que su dirección tienda a ser paralela al eje de las espiras del solenoide. Desplazando la aguja alrededor de la bobina, o espolvoreando limaduras de hierro sobre un plano que atraviesa la bobina, es posible dibujar las líneas de fuerza del campo magnético creado por el solenoide. Cuando el solenoide tiene la forma de un cilindro muy largo, el campo magnético en el interior del mismo es prácticamente uniforme lejos de sus extremos, paralelo al eje del solenoide y proporcional a la intensidad de la corriente eléctrica que recorre el solenoide, así como al número de espiras de la bobina.

∮B .ds=B∮ds=μ0 I

2πr(2πr )=μ0 I

∮B .ds= μ0 ILa intensidad del campo magnético B puede calcularseSegún la fórmula

B = µ0 NI / L

Donde N es el número de espiras, I la intensidad de corriente, L la longitud del solenoide, y µ0, la llamada permeabilidad magnética del vacío, tiene un valor de 4p10-7.

Procedimiento experimental

Materiales usados

Cables de conexión Brújula de bolsillo Fuente regulable de voltaje DC Reóstato de 33 ohmios Bobina de 500 espiras Bobina de 1000 espiras Yugo laminado Yugo macizo Voltímetro Amperímetro Interruptor Galvanómetro Aro de aluminio Estativo Pinza de mesa Tuercas de sujeción. Bobina de aluminio

Actividad 1

a) obtención de campos magnéticos utilizando corriente continúa

1. Armar el circuito indicado en el esquema de la figura.2. Predecir el sentido en que girará la Brújula al conectar el

interruptor 3. Anotar las observaciones en el informe de esta practica.

Actividad 2b) Campo magnético de un solenoideArme el dispositivo como se muestra en las figuras.

1. Conectar el interruptor, observar el movimiento de la brújula.

2. Desconecte el interruptor S, invierta la polaridad de la fuente.

3. Conecte nuevamente el interruptor S.

Actividad 3

c) Interacciones entre campos magnéticos1. Armar el equipo como se señala en la figura 2. Mantener la distancia entre la bobina y el imán

permanente en 0.5 cm, la corriente 1.0 A conecte y desconecte el interruptor S,

3. Describa lo que observa. Repita este proceso invirtiendo la polaridad de la fuente.

Arme el equipo de acuerdo con la figura 12. Prediga el sentido de rotación de la bobina cuando el interruptor S, gire la perilla de la fuente aumentando la corriente desde cero hasta un valor tal que el eje de la bobina coincida con la dirección N – S del imán permanente. Inmediatamente regrese la perilla de la fuente a la posición cero.

Actividad 4d) Demostración cualitativa de la levitación magnética (Anillo de Thompson)

1. Armar el circuito de acuerdo con la figura.2. Aumentar totalmente la tensión de la fuente hasta que el

anillo metálico se suspenda en el aire.3. Registrar las observaciones y anotarlas en el informe de

esta practica

Resultado:

1. Observaciones y datosEscriba sus observaciones acerca de los experimentos realizados en esta práctica

a)Obtención de campos magnéticos utilizando corriente continua

a) ¿En qué sentido giro la brújula? (ver figura 2)

Perpendicular al flujo de corriente eléctrica que circula en el cable conductor ab. La brújula apunta al norte geográfico.

b)Campo magnético de un solenoide

b1) ¿en qué sentido giro la brújula? (ver figura 8)

Depende, la polaridad de la fuente – atrae al norte y el + repele al norte. La brújula donde se encontraba el solenoide.

c) Interacciones entre campos magnéticos

c1) ¿Qué sucedió entre el imán y la bobina al conectar el interruptor? (ver figura 11)

La bobina se alejaba cuando se acercaba el lado rojo del imán por la derecha y al ponerlo por la izquierda atraía a la bobina y al poner el otro lado del imán pasaba lo opuesto a lo sucedido anteriormente

c2) ¿Qué sucedió entre el imán y la bobina al invertir la polaridad de la fuente?

Pasa lo contrario al caso anterior al acercar el lado rojo del imán por la derecha lo atraía y por la izquierda lo repelía

c3) ¿en qué sentido giro la bobina?

“no se puede responder a esta pregunta ya que no realizamos este experimento por qué no se encontraban los materiales necesarios”

d)Calculo de la resistencia de la bobina con diferentes núcleos, a partir de los valores medidos de tensión y corriente

d1) anote los datos obtenidos en este experimento TABLA d.1 tensión continua

Núcleo V (V) I (mA) R (Ω)Aire 5.0 400 12.5Fe(yugo)

5.0 400 12.5

Fe( ) 5.0 400 12.5

TABLA d.2 tensión alterna

Núcleo V (V) I (mA) R (Ω)Aire 5.0 380 13.5Fe(yugo)

5.0 100 50

Fe( ) 5.0 50 100

e)Demostración cualitativa de la levitación magnética

e1) observaciones al realizar la levitación magnética

El anillo metálico se elevaba a cierta altura al encender el aparato, es decir era repelido hacia arriba debido a la fuerzas magnéticas que van en ese sentido.

CONCLUSIONES

Se comprobó que hay una intima relación de campos magnético y eléctrico.

Se obtuvo el campo magnético a partir de la carga en movimiento. Cuando el flujo eléctrico se puso andar

acercar o alejar la bobina, el voltaje cambia de signo ya que la intensidad de corriente irá en sentido contrario.

REFERENCIA

- Microsoft ® Encarta ® 2009.- Física Universitaria de Sears Zemansky 12va edición - Guía de laboratorio de física C revisión III, Espol ICF- http://es.wikipedia.org/wiki/

- http://www.fisicarecreativa.com

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