UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRSFACULTAD DE INGENIERIA

INFORME NRO 3GALVANOMETRO TANGENTE

MATERA : LABORATORIO DE FISICA BASICA III

GRUPO :GRUPO D

CATEDRTICO:ING.GERVACIO GARCIA

UNIV:JOHN PETER SOSA GUTIERREZ

FECHA:20/09/2011

LA PAZ BOLIVIA2011

OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO: Verificar la interaccin de una brjula con el campo magntico terrestre y un campo magntico creado por una corriente elctrica. Realizar un ampermetro muy bsico. Determinar el campo magntico terrestre. DESCRIPCIN TEORICA:

Si bien las brjulas magnticas se haban utilizado haca varios siglos como instrumentos de navegacin, la explicacin de su comportamiento no se comprendi bien sino hasta el ao 1600, cuando Sir William Gilbert, ms tarde mdico de la reina Isabel I, propuso que la Tierra es un enorme imn, con un polo magntico cerca de cada polo geogrfico; entonces puede entenderse que el campo magntico terrestre es el mismo que el exterior de una esfera imantada.

15 Norte Magntico

Norte Geogrfico

Sur MagnticoSur Geogrfico

El eje de los polos magnticos difiere unos 15 con el eje de los polos geogrficos.Lo que comnmente llamamos el polo norte magntico, el cual se ubica al norte de Canad, es de hecho el polo sur del dipolo Tierra y el polo sur magntico, que se localiza en la Antrtica, est representado por el polo norte de un dipolo, porque las lneas de B salen de l. Dicho de otra manera, cuando usamos una brjula magntica para indicar la direccin, el extremo de la brjula que apunta hacia el norte es un polo norte verdadero del imn suspendido en la brjula; es atrado hacia un polo sur verdadero, el cual est cerca del polo norte geogrfico de la Tierra.

Las lneas salen

El campo magntico en la superficie terrestre tiene una magnitud que va desde unos 30 T cerca del Ecuador hasta unos 60 T cerca de lo polos.Decimos que el ngulo que forma el campo magntico con la horizontal se denomina inclinacin magntica. El ngulo formado por la componente horizontal y la verdadera direccin norte sur se denomina declinacin magntica. (colgado)

Brjula Brjula

Norte Geo.Sur Geo.

Inclinacin Magntica Declinacin Magntica

Para la determinacin experimental del campo magntico en el laboratorio creamos un campo magntico por la corriente en un solenoide y que sea perpendicular a la componente horizontal del campo magntico del lugar; esto se puede lograr con un brjula, luego tenemos la siguiente ecuacin:

y el campo magntico por el solenoide es

reemplazando adecuadamente despejando i :

que es una funcin de la corriente en funcin a la tangente

Tal ecuacin podr ayudarnos a realizar un ampermetro simple, conociendo el ngulo de desviacin del campo resultante entre el campo magntico terrestre y del solenoide en la brjula.

DESCRIPCION DEL MATERIAL Y EQUIPOS:

Fuente de alimentacin variable Multitester Solenoide de 10 y 15 vueltas. Resistencia de 5[]

TOMA DE DATOS:

La experiencia inicia con el armado de los distintos equipos, tal y como se muestra en la figura.

Enseguida se enciende la fuente de alimentacin variando la corriente que es detectado por el tester, hasta llegar a diez grados de la brjula, luego se anota el valor de la corriente en ese momento, y as sucesivamente hasta los 80 , para los dos solenoides.El resultado de tales mediciones se muestra en las siguientes tablas.

N = 10 vueltas N = 15 vueltas

i [A]00100,03200,07300,13400,21500,28600,40700,67801,59 i [A]00100,12200,25300,41400,58500,92601,40702,32

Tabla 1 Tabla 2 Dimetro del solenoide D = 20,370 cm.

TRATAMIENTO DE DATOS:

N = 10 vueltas

1. En base a la tabla 1 de la hoja de datos, elaborar una tabla tg , i. Mediante un anlisis de regresin, determinar y dibujar la relacin experimental i = f (tg ) y por comparacin con la relacin terica, determinar el valor experimental de K.

tg i [A]000,180,120,360,250,580,410,840,581,190,921,731,402,752,32

La relacin segn el grafico adjunto es:y = K x relacin lineal.

Realizando la regresin lineal la ecuacin es:

i = 0,815 tg r = 0,9989

Luego K = 0,815 [Ampere]

i [A]

tg

2. Con el valor de k, dibujar en un cuarto de circunferencia una escala que, colocada debajo de la brjula, permita leer directamente valores de corriente con el aparato de la experiencia (las marcas deben corresponder a valores principales de corriente, de manera que la interpolacin entre marcas sea fcil)

3. En base a la tabla 2 de la hoja de datos, elaborar una tabla tg , i. Mediante un anlisis de regresin, determinar y dibujar la relacin experimental i = f (tg ) y por comparacin con la relacin terica, determinar el valor experimental de K.

tg i [A]000,180,030,360,070,580,130,840,211,190,281,730,402,750,675.671.59

La relacin segn el grafico adjunto es:y = K x relacin lineal.

Realizando la regresin lineal la ecuacin es:

i = 0,268 tg r = 0,9978

Luego K = 0,268 [Ampere]

i [A]

4. Con el valor de k, dibujar en un cuarto de circunferencia una escala que, colocada debajo de la brjula, permita leer directamente valores de corriente con el aparato de la experiencia (las marcas deben corresponder a valores principales de corriente, de manera que la interpolacin entre marcas sea fcil)

5. Para los dos valores de K obtenidos anteriormente, calcular BT con la ecuacin terica. Calcular el promedio de los valores obtenidos y comparar el resultado con el valor de BT en La Paz, obtenido de alguna fuente especializada (indicar la fuente). La ecuacin terica.

tg luego

despejando BT de la ecuacin y con los valores de K para los dos distintos solenoides con

D = 20,370 cm. = 0.2037 m.

N = 10 vueltasK = 0,815 A. BT = 50,28 T.N = 15 vueltasK = 0,268 A.BT = 24,80 T.

El promedio es.. BT = 37.54 T.

Cuestionario

1. Deducir la expresin de i en funcin de para el caso en que el ngulo entre BT y B, llmese sea menor que 90 Se podra seguir considerando el arreglo correspondiente como un galvanmetro tangente? Por qu?

2. Para un galvanmetro tangente, indicar el valor de la corriente que sera necesaria para que la brjula se desve 90?

R.- Matemticamente segn la ecuacin sera imposible llegar a tal corriente ya que Tg 90 es igual a infinito, en todo si deseamos llegar a 90 el efecto del campo magntico terrestre debe ser nula, cosa imposible para nuestro laboratorio en la brjula usada.

3.- En relacin con el campo magntico terrestre. Qu es la declinacin magntica?Qu es la inclinacin magntica?

R.- Decimos que el ngulo que forma el campo magntico con la horizontal se denomina inclinacin magntica. El ngulo formado por la componente horizontal y la verdadera direccin norte sur se denomina declinacin magntica.

4.- Cambiaran los resultados si el experimento se realizara en otro punto del globo terrestre? Por qu?

R.- Los resultados de los ngulos desviados para sus respectivas corrientes cambiaran ya que el valor experimental del campo magntico en otro punto terrestre es diferente y la resultante ser diferente.

5.- Podra realizarse el experimento en cualquier punto del globo terrestre sin mayores problemas? Explicar.

R.- En cualquier otro punto menos en los polos magnticos, ya que el flujo magntico en esos puntos exactos es vertical y por lo tanto no tendramos una componente horizontal del campo magntico con el cual trabajar.