Campo magnético en un solenoide

CAMPO MAGNÉTICO EN UN SOLENOIDE

Resultados

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Gráfico 1: A partir de la tabla 1[1], se expone la relación entre el campo y la corriente en un solenoide con densidad de espiras constante.

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Gráfico 2: A partir de la tabla 2[2], se presenta la relación entre campo magnético en función de la densidad de espiras. La corriente se mantuvo constante.

[pic]Gráfico 3: A partir de la tabla 3[3], se representa la relación entre el campo magnético y la densidad de espiras por la corriente.

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Gráfico 4: A partir de la tabla 4[4], se expone la posición relativa del campo magnético a través de un solenoide.
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Gráfico 5: Representa el extremo final del gráfico 4. Muestra la relación entre la posición relativa y el campo en un solenoide.Discución y Análisis

Campo magnético no variable en función de la corriente

Del gráfico 1 se obtiene la ecuación 1 que relaciona en forma lineal el campo magnético “B” con la corriente “i” que lo genera. Como toda ecuación lineal, esta tiene una pendiente, que es [pic].

[pic] (ec.1)

La predicción teórica, obviamente lineal, de esta experiencia está dada por la fórmula2.

[pic] (ec.2)

B: campo magnético; [pic]:permeabilidad magnética; n: densidad de espiras(n° de espiras/largo); i: corriente

En este caso, [pic] teórico[5] es:

[pic][pic]

que al compararse con la pendiente de la ecuación, se obtiene un error porcentual igual a un 7,33%[6], lo que no es significativo. Si también se analiza más rigurosamente, se puede notar que hay un valor enla ecuación empírica que no se presenta en la teórica, esta cifra es [pic], que como tiene a cero, afecta en forma despreciable la ecuación 1, es más, su única causa se debe a los errores experimentales que se analizarán más adelante.
Continuando con la discusión se puede determinar que a medida que se aumenta la corriente, el campo crece y la medida de este crecimiento es [pic], la comprobaciónde lo mencionado se refleja en el coeficiente de correlación cercano a 1.

Campo magnético no variable en función del número de espiras

Del gráfico 2, se desprende la ecuación
3 que muestra una relación lineal entre el campo eléctrico y la corriente.

[pic] (ec.3)

La pendiente de esta relación es [pic], y si se compara con la ecuación 2, se determina que este valor equivale a[pic], y que en este caso arroja un error porcentual de un 26%.[7] Si se continúa analizando, se puede notar que ocurre lo mismo que en el caso anterior: hay un valor en la ecuación teórica ([pic]) que no debería estar, pero como este es aproximadamente cero, se torna despreciable al no modificar la relación. Su presencia de justifica solo por errores cometidos durante la experiencia.
Como ladensidad de espiras “n” se calcula dividiendo el número de vueltas por el largo, si s duplica el largo y el número de vueltas, se mantendrá la densidad.

Comprobación del modelo teórico

En esta parte de la experiencia se unen los datos experimentales obtenidos anteriormente y se construye la tabla 3 (ver apéndice C) considerando el campo magnético, la corriente y la densidad de espiras.A partir de esta tabla se construye el gráfico 3 el cual muestra campo magnético en función de la corriente por la densidad de espiras. De este gráfico se obtiene la ecuación lineal 4. Y su predicción teórica es claramente la misma que en las experiencias anteriores (ec.2)

[pic] (ec.4)

Donde 0.000001 es la pendiente equivalente a [pic] y 0.0002 corresponde a una variación que enestricto rigor debiera ser 0. Comparando [pic] experimental con su valor teórico, que es

[pic]

se obtiene un error de 25.6% [8]

Distribución del campo a lo largo de un solenoide.

En esta experiencia, donde se desplaza la sonda a lo largo del eje z tomando mediciones del campo magnético en función de la posición relativa. Los datos obtenidos son ingresados en la tabla 4 y...