PORTADORES A TRAVES DE UN CONDUCTOR RECTO

FUERZA RESULTANTE DE DE CARGAS EN UN CAMPO MANETICO

Fm = NiBLsenφ

OBJETIVOS PARTICULARES.

El alumno será capaz de;Manejar el teslámetro para medir la magnitud de campo magnético .Montar los dispositivos para medir el campo magnético. Cuantificar la fuerza de origen magnético.Comprobar la regla de la mano izquierda.Utilizar el método de mínimos cuadrados para determinar los modelos matemáticos.Obtener el campo magnético de los imanes de manera experimental.

comprobar la existencia de una fuerza magnética resultante, a partir de la corriente eléctrica que circula a través de un conductor inmerso en un campo magnético. Interconecta los elementos como se muestra en la figura. Con la fuente de poder aplica una corriente eléctrica máxima de 4 [A]. Elabora el esquema de conexión propuesto e indica la posición relativa de los vectores: corriente eléctrica (I), campo magnético (B) y fuerza magnética (Fm) involucrados en este experimento y verifica la regla de la mano izquierda.

Actividad 1. Fuerza magnética sobre un conductor con corriente.

ACTIVIDAD 1. FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UN CONDUCTOR CON

CORRIENTE.Comprobar la existencia de una fuerza magnética resultante, a partir de la corriente eléctrica que circula a través de un conductor inmerso en un campo magnético. Interconecta los elementos como se muestra en la figura. Con la fuente de poder aplica una corriente eléctrica máxima de 4 [A].Elabora el esquema de conexión propuesto e indica la posición relativa de los vectores: corriente eléctrica (I), campo magnético (B) y fuerza magnética (Fm) involucrados en este experimento y verifica la regla de la mano izquierda.

Actividad 2 Fuerza magnética con respecto a la variación de la corriente eléctrica en un conductor inmerso en un campo magnético.Con el material y equipo propuesto, realiza un experimento donde puedas verificar el comportamiento de la fuerza magnética cuando varía la corriente eléctrica en el conductor.Registra en una tabla el comportamiento de las variables del experimento. Analiza el tipo de proporcionalidad en una gráfica y obtén el modelo matemático de la fuerza magnética contra la variación de la corriente eléctrica (Fm= m I + b). A partir de la pendiente obtenida, determina el valor del campo magnético del imán utilizado.

s N

Fuente de poder

Plato de La balanza

imán

Circuito impresoF1 F2

F3

B

F1 = -F2 Se anulanF3 = Fuerza actuanteEs de acuerdo a la regla de la mano izquierda.

ACTIVIDAD 2 FUERZA MAGNÉTICA CON RESPECTO A LA VARIACIÓN DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA EN UN

CONDUCTOR INMERSO EN UN CAMPO MAGNÉTICO.

I(A) miman

[Kg]mo [Kg]

∆m = mo – mi [Kg]

Fm = ∆m.g[N]

0 a b ∆m= b -a = g

Fm= g.(9.78)≠0

1 a c ∆m= c –a = h

Fm= h .(9.78)

2 a d ∆m= d -a = i

Fm= i . (9.78)

3 a e ∆m= e –a = j

Fm= j .(9.78)

4 a f ∆m= f – a = k

Fm=k .(9.78)

I(A)Eje (X)

Fm [N] Eje (Y)

0

1

2

3

4

Realizar una gráfica de fuerza contra corriente eléctrica.Obtener el modelo matemático de fuerza contra corriente eléctrica.De la pendiente obtener el valor del campo magnético.Obtener el porciento de error del campo obtenido de forma experimental comparado con el campo magnético del imán medido con el teslámetro.

Actividad 2 Fuerza magnética con respecto a la variación de la corriente eléctrica en un conductor inmerso en un campo magnético. Continuación.

ACTIVIDAD 3 FUERZA MAGNETICA CON RESPECTO A LA VARIACIÓN DE LA LONGITUD DE UN CONDUCTOR INMERSO EN UN CAMPO

MAGNETICO.Medir la masa inicial del imán. Coloca el imán sobre la balanza de tal manera que el conductor recto (SF-37, SF-39, SF-38 Y SF-41)quede inmerso en el campo magnético. Medir la longitud de los cuatro circuitos impresos. Llenar la tabla.

Circuito

L(m)

mimán

[Kg]m´ [Kg

]

∆m= m´-mimán [Kg]

Fm=(∆m).g (N)

SF – 37

l m ∆m= m-l = q

Fm=q(9.78)

SF – 39

l n ∆m= n-l = r

Fm=r(9.78)

SF – 38

l o ∆m= o-l = s

Fm=s(9.78)

SF - 41

l p ∆m= p-l = t

Fm=t(9.78)

L(m)Eje (X)

Fm [N] Eje (Y)

Realizar una gráfica de fuerza contra longitud de un conductor.Obtener el modelo matemático de fuerza contra longitud de un conductor.De la pendiente obtener el valor del campo magnético.Obtener el porciento de error del campo obtenido de forma experimental comparado con el campo magnético del imán medido con el teslámetro.

Actividad 3 Fuerza magnética con respecto a la variación de la longitud de un en un conductor inmerso en un campo magnético. Continuación.

Actividad 4 Fuerza magnética con respecto al ángulo formado entre las líneas de campo magnético y un conductor por el que circula una corriente eléctrica.Con el material y equipo propuesto, realiza un experimento, donde demuestres la relación que hay entre la fuerza magnética con respecto a la variación del ángulo formado entre las líneas de campo magnético y un conductor, por el que circula una corriente eléctrica.Registra en una tabla el comportamiento de las variables del experimento. Analiza el tipo de proporcionalidad en una gráfica y obtén el modelo matemático de la fuerza magnética contra el seno del ángulo (Fm=m senθ + b). A partir de la pendiente obtenida, determina el valor del campo magnético del imán utilizado.

ACTIVIDAD 4 FUERZA MAGNÉTICA CON RESPECTO AL ÁNGULO FORMADO ENTRE LAS LÍNEAS DE CAMPO MAGNÉTICO Y UN CONDUCTOR POR EL QUE CIRCULA

UNA CORRIENTE ELÉCTRICA.

Θ[º]

mimán [Kg]

m0

[Kg]

∆m= m0 – mimán [Kg]

Fm = ∆m. g [N]

0 u v ∆m= v-u = C

Fm= C (9.78)≠ 0

15 u w ∆m = w-u = D

Fm= D. (9.78)

30 u x ∆m= x-u = E

Fm= E . (9.78)

45 u y ∆m= y-u = F

Fm= F . (9.78)

60 u z ∆m= z-u = G

Fm= G. (9.78)

75 u A ∆m= A-u = H

Fm= H. (9.78)

90 u B ∆m= B-u = I

Fm= I. (9.78)

SenθEje (X)

Fm [N]

Eje(Y)

0

0.2588

0.5

0.7071

0.8660

0.9659

1

Medición de la fuerza magnética

1.- Pesar el imán y obtener su masa = Miman(kg)

2.- Obtener la masa del imán al circular una corriente (i) = M0(kg)

3.-Calcular la fuerza magnética en función de la diferencia de masas Fm= (M0 – Mimán)(g) (newton)

4.- Medir la longitud del conductor ( L ) en metros

7.- Calcular el campo (B) en función de (Fm) y ( L ) como :

B = (Fm)/(L*i sen φ )

5.- Obtener la fuerza Fm a diferentes corrientes (i) u

6. .- Obtener la fuerza Fm a diferentes ángulos (φ)

ACTIVIDAD 4. FUERZA MAGNÉTICA CON RESPECTO AL ÁNGULO

FORMADO ENTRE LAS LÍNEAS DE CAMPO MAGNÉTICO Y UN

CONDUCTOR POR EL QUE CIRCULA UNA CORRIENTE ELÉCTRICA.

CONTINUACIÓN.Realizar una gráfica de fuerza contra seno del ángulo.Obtener el modelo matemático de fuerza contra seno del ángulo.De la pendiente obtener el valor del campo magnético.Obtener el porciento de error del campo obtenido de forma experimental comparado con el campo magnético del imán medido con el teslámetro.