MAGNETOSTÁTICA 2

Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, Medellín - Colombia

Facultad de Ciencias básicas, Humanas y Sociales

Noviembre de 2012

Resumen

En este laboratorio hicimos uso de las Bobinas de Helmholtz para probar que las líneas

del campo magnético se dan concéntricas con el alambre estudiado. Además de

continuar con la dirección de dicho campo, que habíamos iniciado con el laboratorio de

magnetostática 1

1. Objetivos

Reconocer la interacción entre una carga en movimiento y el campo magnético.

Encontrar relaciones funcionales entre el campo magnético generado por una

bobina y un alambre recto

2. Materiales y procedimiento

Para el desarrollo de esta práctica usamos una Fuente de corriente continua, un tubo de

Thompson, las bobinas de Helmoholtz y un sistema de adquisición.

3. Datos y cálculos y Resultados

ACTIVIDAD 1:

Tabla 1: Corriente y Campo magnético

I B (mT) B (T)

1 0,07 0,00007

2 0,11 0,00011

3 0,13 0,00013

4 0,15 0,00015

5 0,18 0,00018

6 0,21 0,00021

Figura 1: Gráfica de Campo magnético contra Corriente

La pendiente para esta gráfica de Campo magnético contra Corriente, nos arroja:

m= 3 x 10-5

Como el campo magnético está dado por la ecuación:

Entonces

y de ahí encontramos

r = 6.66 x 10 -3

y = 3E-05x + 5E-05 R² = 0,9898

0

0,00005

0,0001

0,00015

0,0002

0,00025

0 2 4 6 8

Cam

po

mag

nét

ico

(T)

Corriente (A)

Gráfica de Campo magnético vs Corriente

B (T)

Lineal (B (T))

Tabla 2: Campo magnético con diferentes radios

r (m) B (T) B (mT)

0,002 0,00016 0,16

0,004 0,00014 0,14

0,006 0,00013 0,13

0,008 0,00012 0,12

0,01 0,00011 0,11

Figura 2: Gráfica de Campo magnético contra diferentes radios

Como esta gráfica da una curva, es necesario linealizarla graficando el campo

magnético contra el inverso del radio

Tabla 3: Campo magnético con el inverso de diferentes radios

1/r B (mT) B (T)

250 0,00014 0,14

166,667 0,00013 0,13

125 0,00012 0,12

100 0,00011 0,11

y = 4E-05x-0,224 R² = 0,9791

0

0,00002

0,00004

0,00006

0,00008

0,0001

0,00012

0,00014

0,00016

0,00018

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012

Cam

po

mag

nét

ico

(T)

Radio (m)

Gráfica de Campo magnético contra Radio

Figura 3: Gráfica de Campo magnético contra el inverso de diferentes radios

La pendiente para esta Gráfica de Campo magnético contra diferentes radios nos arroja

el valor de la corriente

Por tanto la Corriente (I) = 6.2832 A

Y teóricamente le aplicamos una corriente de 6 A

Por lo tanto tenemos un pequeño error que se debe a las medidas tan pequeñas del radio

ACTIVIDAD 2:

Tabla 4: Corriente y Campo magnético para una bobina

I B (mT) B(T)

0,14 0,35 0,00035

0,21 0,38 0,0004

0,28 0,4 0,00036

0,68 0,46 0,00046

0,83 0,5 0,0005

y = 2E-07x + 9E-05 R² = 0,932

0

0,00002

0,00004

0,00006

0,00008

0,0001

0,00012

0,00014

0,00016

0 100 200 300

Cam

po

mag

nét

ico

(T)

Inverso del radio (m)

Campo contra el inverso del radio

Series1

Lineal (Series1)

Figura 4: Gráfica de Corriente y Campo magnético en una bobina

La pendiente para esta Gráfica de Campo magnético contra Corriente, nos arrojaría:

De esta ecuación obtenemos:

Por tanto el número de espiras experimentalmente es: 159.1

Y teóricamente el número de espiras es 124

Por lo tanto tenemos un error que se debe a movimientos o poca precisión al ubicar el

sensor en el centro de la bobina.

ACTIVIDAD 3:

Luego de realizar el experimento con el profesor pudimos determinar el campo

generado por cada una de las bobinas se suman y la dirección de éste sería hacia arriba,

lo que pudimos evidenciar con el haz de luz. Al aumentar la corriente la dirección del

campo magnético cambia dependiendo de la polaridad, hacia arriba o hacia abajo.

y = 0,0002x + 0,0003 R² = 0,9973

0,00000

0,00010

0,00020

0,00030

0,00040

0,00050

0,00060

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Ca

mp

o m

agn

éti

co (

T)

Corriente (A)

Campo magnético contra Corriente para una bobina de Helmholtz

Series1

Lineal (Series1)

Para el experimento de una sola bobina, vemos que el movimiento no es plano porque

sólo es la dirección de un campo magnético y a medida que movamos la bobina el haz

de luz evidencia un cambio en la dirección del campo magnético.

6. Conclusiones y discusiones

* De la Tabla y la figura 1 (Actividad 1) podemos concluir que las líneas del campo si

son concéntricas al cable puesto que al tomar el campo en diferentes puntos pero a la

misma distancia, nos arrojaba el mismo valor.

* De la Actividad 1, encontramos que la pendiente del campo magnético contra el

inverso del radio nos arroja la corriente

* Con este laboratorio evidenciamos la dirección del campo cuando tenemos dos

bobinas o una sola

7. Referencias

Serway R. y Jewett J. Física I. Editorial Thomson (2004).

Alonso M. y Finn E. J. Física. Editorial Addison-Wesley Iberoamericana (1995).

http://phet.colorado.edu/sims/mass-spring-lab/mass-spring-lab_es_CO.html