balanza de corriente
Páginas: 5 (1154 palabras)
Publicado: 1 de julio de 2013
BALANZA DE CORRENTE - CAMPO MAGNÉTICO
I. OBJETIVO
Corroborar que una corriente eléctrica genera un campo magnético.
Verificar experimentalmente que, dentro de nuestro modelo de interpretación, la regla de la mano derecha permite determinar la dirección del campo magnético generado y la fuerza ejercida por el mismo.
Comprobar mediante la experiencia las ecuaciones para hallar:
-Campo magnético para un solenoide: B =μ0.n.I
B =μ0(N/L) I
- fuerza magnética: Fm = I.l x B
II. FUNDAMENTO TEORICO.-
Campo producido por un solenoide en un punto de su eje
Vamos a calcular el campo producido por el solenoide en un punto P situado en el eje del solenoide sumando el campo producido por las N espiras.
En la figura, tenemos un corte longitudinal de unsolenoide de longitud L, formado por N espiras iguales de radio a.
En la página anterior, obtuvimos la expresión del campo magnético producido por una espira de radio a en un punto P de su eje distante x.
Todas las espiras del solenoide producen en P un campo que tiene la misma dirección y sentido, pero distinto módulo, dependiendo de su distancia x al punto P.
El número de espiras que hay enel intervalo comprendido entre x y x+dx es dn=N·dx/L
Estas espiras producen en P un campo que es el producto del campo producido por una espira por el número dn de espiras
Para integrar, tenemos que hacer el cambio de variable a=x·tanθ, y teniendo en cuenta que 1+tan2θ =1/cos2θ, simplificamos mucho la integral
El solenoide. Ley de Ampère
Si suponemos que el solenoide es muy largocomparado con el radio de sus espiras, el campo es aproximadamente uniforme y paralelo al eje en el interior del solenoide y es nulo fuera del solenoide. En esta aproximación es aplicable la ley de Ampère.
El primer miembro, es la circulación del campo magnético a lo largo de un camino cerrado y en el segundo miembro, el término i se refiere a la intensidad que atraviesa dicho camino cerrado.
Paradeterminar el campo magnético, aplicando la ley de Ampère, tomamos un camino cerrado ABCD que sea atravesado por corrientes. La circulación es la suma de cuatro contribuciones, una por cada lado.
La corriente que atraviesa el camino cerrado ABCD se puede calcular fácilmente:
Si hay N espiras en la longitud L del solenoide en la longitud x habrá Nx/L espiras. Como cada espira trasporta unacorriente de intensidad i, la corriente que atraviesa el camino cerrado ABCD es Nx·i/L.
La ley de Ampère se escribe para el solenoide.
Fuerza sobre una porción de conductor rectilíneo.
En el espectrómetro de masas o en el ciclotrón, ya hemos estudiado la fuerza que ejerce un campo magnético sobre un portador de carga y el movimiento que produce.
En la figura, se muestra la dirección ysentido de la fuerza que ejerce el campo magnético B sobre un portador de carga positivo q, que se mueve hacia la izquierda con velocidad v.
Calculemos la fuerza sobre todos los portadores (nSL) de carga contenidos en la longitud L del conductor.
III. PROCEDIMIENTO.-
Con ayuda de la regla mida la longitud del solenoide, y teniendo en cuenta el número de vueltas que posee, calcule n(numero de vueltas). mida el ancho de la lamina de circuito.
Realice el montaje de la figura 1 teniendo en cuenta las siguientes instrucciones:
Mantenga presente las polaridades de las fuentes y de los medidores, de tal manera que usted sepa cuál es el sentido de la corriente y del campo en el solenoide y en la lamina de circuito. Escoja estos sentidos y direcciones para que la fuerzamagnética haga deflectar hacia abajo el extremo de la balanza que está dentro del solenoide.
Verifique que la balanza esté equilibrada. Si no es así, equilíbrela agregando trozos de cuerda que la soportan. Sea extremadamente cuidadoso.
No encienda las fuentes hasta que no lo autorice su profesor.
Con el fin de proteger las fuentes de voltaje, las corrientes Ib (Corriente en la balanza) e Is...
I. OBJETIVO
Corroborar que una corriente eléctrica genera un campo magnético.
Verificar experimentalmente que, dentro de nuestro modelo de interpretación, la regla de la mano derecha permite determinar la dirección del campo magnético generado y la fuerza ejercida por el mismo.
Comprobar mediante la experiencia las ecuaciones para hallar:
-Campo magnético para un solenoide: B =μ0.n.I
B =μ0(N/L) I
- fuerza magnética: Fm = I.l x B
II. FUNDAMENTO TEORICO.-
Campo producido por un solenoide en un punto de su eje
Vamos a calcular el campo producido por el solenoide en un punto P situado en el eje del solenoide sumando el campo producido por las N espiras.
En la figura, tenemos un corte longitudinal de unsolenoide de longitud L, formado por N espiras iguales de radio a.
En la página anterior, obtuvimos la expresión del campo magnético producido por una espira de radio a en un punto P de su eje distante x.
Todas las espiras del solenoide producen en P un campo que tiene la misma dirección y sentido, pero distinto módulo, dependiendo de su distancia x al punto P.
El número de espiras que hay enel intervalo comprendido entre x y x+dx es dn=N·dx/L
Estas espiras producen en P un campo que es el producto del campo producido por una espira por el número dn de espiras
Para integrar, tenemos que hacer el cambio de variable a=x·tanθ, y teniendo en cuenta que 1+tan2θ =1/cos2θ, simplificamos mucho la integral
El solenoide. Ley de Ampère
Si suponemos que el solenoide es muy largocomparado con el radio de sus espiras, el campo es aproximadamente uniforme y paralelo al eje en el interior del solenoide y es nulo fuera del solenoide. En esta aproximación es aplicable la ley de Ampère.
El primer miembro, es la circulación del campo magnético a lo largo de un camino cerrado y en el segundo miembro, el término i se refiere a la intensidad que atraviesa dicho camino cerrado.
Paradeterminar el campo magnético, aplicando la ley de Ampère, tomamos un camino cerrado ABCD que sea atravesado por corrientes. La circulación es la suma de cuatro contribuciones, una por cada lado.
La corriente que atraviesa el camino cerrado ABCD se puede calcular fácilmente:
Si hay N espiras en la longitud L del solenoide en la longitud x habrá Nx/L espiras. Como cada espira trasporta unacorriente de intensidad i, la corriente que atraviesa el camino cerrado ABCD es Nx·i/L.
La ley de Ampère se escribe para el solenoide.
Fuerza sobre una porción de conductor rectilíneo.
En el espectrómetro de masas o en el ciclotrón, ya hemos estudiado la fuerza que ejerce un campo magnético sobre un portador de carga y el movimiento que produce.
En la figura, se muestra la dirección ysentido de la fuerza que ejerce el campo magnético B sobre un portador de carga positivo q, que se mueve hacia la izquierda con velocidad v.
Calculemos la fuerza sobre todos los portadores (nSL) de carga contenidos en la longitud L del conductor.
III. PROCEDIMIENTO.-
Con ayuda de la regla mida la longitud del solenoide, y teniendo en cuenta el número de vueltas que posee, calcule n(numero de vueltas). mida el ancho de la lamina de circuito.
Realice el montaje de la figura 1 teniendo en cuenta las siguientes instrucciones:
Mantenga presente las polaridades de las fuentes y de los medidores, de tal manera que usted sepa cuál es el sentido de la corriente y del campo en el solenoide y en la lamina de circuito. Escoja estos sentidos y direcciones para que la fuerzamagnética haga deflectar hacia abajo el extremo de la balanza que está dentro del solenoide.
Verifique que la balanza esté equilibrada. Si no es así, equilíbrela agregando trozos de cuerda que la soportan. Sea extremadamente cuidadoso.
No encienda las fuentes hasta que no lo autorice su profesor.
Con el fin de proteger las fuentes de voltaje, las corrientes Ib (Corriente en la balanza) e Is...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.