Bobinas de helmholtz

Bobinas de Helmholtz

Objetivo

Observar y medir los campos magnéticos que son creados por las bobinas de Helmholtz, tanto axiales como radiales y como se distribuyen las fuerzas alrededor de ellos

Materiales
• 2 Bobinas de Helmholtz
• Base para las bobinas
• Imán permanente rectangular
• Imán permanente circular
• Hoja de papel
• Limadura de hierro
• Teslámetro
• Fuente deVoltaje
• Multímetro
• 5 Cables banana
• Mordaza de mesa
• Regleta deslizable
Procedimiento

Experimento 1
Con una de las bobinas de helmholtz se deberá medir el campo magnético de dos diferentes formas: Axial y radial. Antes de medir el campo tu debes de calibrar tu teslametro, así como asignar tu unidad de medición; para medir el campo magnético es necesario que realices mediciones del mismopara distintos puntos claramente especificados, para eso deberás ayudarte de la regleta y parametrizar tus bobinas. Recomendación toma como punto de base el centro de la bobina ya que allí el campo es cero.

Experimento 2
En este experimento necesitaras las dos bobinas de helmholtz ya que ambas deben estar separadas por una distancia de 18 cm, estadistancia es medida de centro a centro, deberás medir el campo magnético que hay entre las dos bobinas realiza esta medición para diferentes puntos es conveniente que tomes en cuenta los ejes de simetría de las bobinas para facilitar las mediciones.
Este trabajo es un estudio de la variación del campo magnético en las cercanías de distintos elementos como bobinas de Helmholtz.

Desarrollo
Comoprimer paso construimos y calibramos el dispositivo, el mismo consiste en un soporte de madera graduado en un costado con una varilla que se desplaza horizontalmente, en la que se fija a uno de sus extremos una bobina sensora mediante la cual se mide el campo magnético generado por bobina de helmholtz ubicada a una cierta distancia y centrada a lo largo del eje de desplazamiento de la varilla.Una vez hecho esto posicionamos la bobina sensora lejos del plano central de la espira circular y procedimos a variar su posición en pasos de aproximadamente 1 cm, en cada uno de los cuales adquirimos el valor de tensión presente en el sistema potenciómetro-distancia y en la bobina sensora.

Nuestro objetivo fue hacer un análisis pero en este caso con una bobina de Helmholtz (dos espirasidénticas, separadas una distancia igual a su radio), y una vez logrado medir el campo en la bobina de Helmholtz variamos la distancia entre las espiras llevándola a 0.8R y 1.2R, y volvimos a realizar las mediciones como se explicó anteriormente.

Resultados:
Lo primero que hicimos antes de realizar las mediciones fue plantear las ecuaciones de los campos magnéticos utilizando la Ley de Biot-Savartpara los distintos elementos con el fin de calcular mediante ellas los valores teóricos del campo, para luego realizar los gráficos correspondientes y compararlos con los datos obtenidos experimentalmente.


Experimento 1
Medir el campo axial y radial de una bobina

Tomando la fuerza axial al poner el sensor en el centro y alejarlo poco a pocolos resultados son los siguientes:

Campo Axial
Distancia Distancia Campo Voltaje Corriente Error
radial(cm) axial(cm) ±.2cm mTesla (V)±.03 A mTesla
0 1 1 7.47 1.005 ±.001
0 2 0.92 7.47 1.005 ±.001
0 3 0.78 7.47 1.005 ±.001
0 4 0.68 7.47 1.005 ±.001
0 5 0.59 7.47 1.005 ±.001
0 6 0.51 7.47 1.005 ±.001
0 7 0.43 7.47 1.005 ±.001
0 8 0.38 7.47 1.005 ±.001
0 9 0.32 7.47 1.005 ±.0010 10 0.26 7.47 1.005 ±.001
0 11 0.23 7.47 1.005 ±.001
0 12 0.2 7.47 1.005 ±.001
0 13 0.18 7.47 1.005 ±.001
0 14 0.16 7.47 1.005 ±.001
0 15 0.14 7.47 1.005 ±.001

Conforme se vamos alejando el sensor de la bobina en forma axial, el campo va disminuyendo significativamente.


Tomando la fuerza radial pegando el sensor en un lado de la bobina y dirigiéndose al otro extremo de la...