LEY DE BIOT - SAVARTLOZA LUCANA DANIELFis-132, Laboratorio de fsica II, INF-FCPN-UMSAPARALELO G, Da: Mircoles, Hora: 10:00-12:0017-06-15 RESUMEN

Para este experimento requerimos una bobina circular de 6[cm] el cual aplicando las ecuaciones nombradas sabremos el nmero de vueltas del alambre el cual utilizaremos para el experimento.

PALABRAS CLAVE: Bobina, Magntico, Fuerza, Magnetos tatica, campo, ABSTRACTFor this experiment we need a circular coil 6 [cm] which applying the equations named know the number of turns of wire which we will use for the experiment.

KEYWORDS: Coil, Magnetic, Force, Magneto statics, Feel.

1.0. Introduccin.Laley de Biot-Savart, que data de 1820 y es llamado as en honor de los fsicos francesesJean-Baptiste BiotyFlix Savart, indica el campo magnticocreado porcorrientes elctricas estacionarias. Es una de las leyes fundamentales de lamagnetostatica, tanto como laley de Coulomblo es enelectrosttica.En el caso de las corrientes que circulan por circuitos filiformes (o cerrados), la contribucin de un elemento infinitesimal de longituddel circuito recorrido por una corrientecrea una contribucin elemental de campo magntico,, en el punto situado en la posicin que apunta el vectora una distanciarespecto de, quien apunta en la direccin de la corriente I:

En muchos dispositivos que utilizan una corriente para crear un campo magntico, tales como un electroimn o un transformador, el hilo que transporta la corriente est arrollado en forma de bobina formada por muchas espiras. Se puede observar el campo de una sola espiral tal como se ve en la figura 1.0.2.

Figura 1.0.2. Campo de una sola espiraUna corriente elctrica es un conjunto de cargas desplazndose por un material conductor. Por tanto, al igual que una carga puntual, una corriente crear un campo magntico.

1.0.1. Objetivo general.

Estudio del campo magntico general por una bobina circular en su eje de simetra.

1.0.2. Objetivo especfico.

Determinar el nmero de vueltas en la bobina circular de radio 6 cm a un nivel de confianza del 98%.

2.0. Marco terico.De acuerdo a la ley de Amper todo conductor elctrico. Cuando por este circula corriente elctrica genera un campo magntico alrededor de este que se debilita cuando se aleja del conductor. Biot Savart establecieron una regla enotecnia para estimar campos magnticos en configuraciones geomtricas ms complejas tales como por ejemplo un solenoide, un toroide u otros. En el caso especfico de una bobina circular, el campo magntico a una distancia X del eje simetra de la bobina viene da por: (1)Experimental se quiere determinar el campo magntico en el centro de la bobina, en tal caso la expresin (1) con X0 entonces ser: (2)En la expresin (2) da lugar a un modelo matemtico lineal de la forma . (3) En la expresin (3) los coeficientes a y b minsculas se obtiene via una regresin lineal en la que el intersecto tiende a cero a-->0 y la pendiente tomara el siguiente valor. (4) Despejando de la ecuacin (4) el nuero de vueltas N se tiene: (5)

3.0. Marco experimental.

3.0.1. Introduccin.

Se hace circular corriente elctrica por la bobina desde un valor mnimo tal como 1 Amperio hasta unos doce 12 Amperios en el que simultneamente se va midiendo el campo magntico con la sonda Hall previamente calibrada con imn de campo magntico conocido. El procedimiento se realiza gradualmente observado que la sonda Hall registre un mximo en el centro de la bobina circular como se ve en la figura 3.0.1.1.

Figura 3.0.1.1. Experimento realizado

3.0.2. Datos experimentales.De acuerdo a lo sealado en la subseccin 3.0.1 el registro de datos experimentales se resume en la tabla 3.0.2.1 que se da a continuacin

N

11,1521

21,9839

33,1758

43,7571

54,9592

66,08114

76,96130

88,30155

98,90166

1010,07190

Tabla 3.0.2.1 Datos experimentales

Los datos que se muestra en la tabla 3.0.2.1 corresponde a una bobina circular 6 [cm] de radio medida con una regla comn.

4.0. Resultados y anlisis.

Grafica 4.0.1. Grafica de campo magntico Vs intensidad

Calculando los valores para a y b de la ecuacin (3) usando la regresin lineal.

=-2,42* =1,87*r=0,99Donde la ecuacin (4) ser con :

1,87*El nmero de vueltas que tiene la bobina ser usando la ecuacin (5): =178[vueltas]

Aplicando error de gauss en la ecuacin (4) para la incertidumbre de b.

El nmero de vueltas en la bobina es :APRECIACION = 1 [Vuelta]

(178[vueltas]

Ya que la apreciacin es mayor que el error estadstico.

5.0. Conclusiones

Cabe sealar que la ley de biot-savart no puede determinarse experimentalmente porque es imposible aislar un pequeo elemento . De corriente, pero se considera verdadera porque al aplicar a circuitos completos los resultados obtenidos son correctos. La ley de Biot Savart indica el campo magntico creado por corrientes estacionarias.

6.0. Bibliografa

R, Serway, J. W. Jewett. Fsica para ciencias e ingeniera. Editorial Thomson. (Junio 2005). Volumen II Purcel, E. M., Berkeley physics course, vol.2, Electricidad y Magnetismo, Reverte. Jackson, J. D.,Electrodinamica Clsica, Alambra, S.A., Madrid, 1971; ed. Inglesa de J. Wiley and Sons, New Cork, 1991