Campo Magnetico En Un Solenoide
Páginas: 6 (1251 palabras)
Publicado: 1 de diciembre de 2012
CAMPO MAGNÉTICO EN UN SOLENOIDE
Un solenoide o bobina está formado por una serie de espiras colocadas de forma paralela por las que circula una corriente. El solenoide permite crear campos magnéticos importantes en el interior de la bobina.
La intensidad del campo magnético B en un punto xp cualquiera del eje de simetría del solenoide puede calcularse a partir de la Ley de Biot-Savart y es:(1)
La ecuación (1) es válida para cualquier punto dentro o fuera del solenoide, en la ecuación N corresponde al número de espiras que contiene el solenoide. L: es la longitud del solenoide. I: es la intensidad de corriente.
En el punto medio del eje del solenoide, xp=L/2, la ecuación (1) se reduce a:
(2)
Para los dos extremos del solenoide, xp=0 ó xp=L, el campo B tiene el mismo valor:(3)
Para un solenoide largo, en el cual el radio es mucho más pequeño que la longitud, R<<L, esto puede simplificar las expresiones anteriores:
En xp=L/2 => ……(5)
En xp=0, xp=L => (6)
En las ecuaciones anteriores, N / L = n, es la densidad de espiras; es igual al número de espiras dividido por la longitud del solenoide. Por lo que es el campo en el interior del solenoidebásicamente se puede calcular como:
0 = permeabilidad magnética del vacío, pero en vez del vacío puede haber otro tipo de material. La permeabilidad magnética del material corresponde al valor 4x10−7 T.
VARIACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO A TRAVÉS DEL EJE DE LA BOBINA.
La fuente de alimentación es la que nos va a proporcionar la intensidad de corriente que vamos a introducir en el circuito paraque se cree el campo magnético en su interior.
La bobina corresponde al solenoide en cuyo interior vamos a medir el campo magnético.
Con la interfase vernier y la sonda de campo magnético se medirá el campo dentro del solenoide.
Tomaremos el valor de la intensidad del campo magnético en el interior de la bobina variando la distancia, cm a cm, desde un extremo al otro de la bobina
Ponemosuna corriente constante de 3A.
Representamos los valores del campo magnético en el interior de la bobina en función de la distancia al centro del solenoide.
VARIACIÓN DEL CAMPO CON LA INTENSIDAD DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA.
Comprobar que el campo magnético es proporcional a la intensidad de corriente suministrada, ecuación (6).
Colocar el sensor en el centro de la bobina, que es donde elcampo tiene su mayor valor.
Variar la intensidad corriente e iremos tomando los datos del campo.
Tomamos 10 valores y los ajustamos por mínimos cuadrados de este modo nos dará la pendiente. La que utilizaremos para calcula conociendo los valores de N y L.
Hacer el ajuste por mínimos cuadrados para encontrar la pendiente de la recta.
Según la ecuación B = 0 · N / L · I Y = m · x + b.Sabemos que Y corresponde con B y x con I entonces la pendiente m tiene que ser igual a 0 · N / L.
TIPOS DE SOLENOIDES
Hay dos categorías principales de solenoides:
Solenoides giratorios
Proporcionan una carrera rotacional que se mide en grados. Algunos son unidireccionales y otros son bidireccionales. La mayor parte tienen un retorno a resorte para devolver la armadura (parte móvil) a laposición inicial. Los solenoides giratorios con frecuencia se usan cuando el tamaño paquete es de la mayor importancia y el trabajo que desempeñan se distribuye de manera más eficaz en toda su carrera. Los solenoides giratorios tienen un fuerza/par de arranque mayor que la de los solenoides lineales. Son más resistentes al impacto. Los solenoides giratorios también ofrecen vida útil más larga (ennúmero de actuaciones) que los solenoides lineales. Una de las aplicaciones más comunes que ayuda a ilustrar la función de un solenoide giratorio es abrir y cerrar un obturador láser.
Los solenoides giratorios tienen aplicaciones en máquinas herramientas, rayos láser, procesamiento fotográfico, almacenamiento de medios, aparatos médicos, clasificadores, cierres de puertas contra incendios, y...
Un solenoide o bobina está formado por una serie de espiras colocadas de forma paralela por las que circula una corriente. El solenoide permite crear campos magnéticos importantes en el interior de la bobina.
La intensidad del campo magnético B en un punto xp cualquiera del eje de simetría del solenoide puede calcularse a partir de la Ley de Biot-Savart y es:(1)
La ecuación (1) es válida para cualquier punto dentro o fuera del solenoide, en la ecuación N corresponde al número de espiras que contiene el solenoide. L: es la longitud del solenoide. I: es la intensidad de corriente.
En el punto medio del eje del solenoide, xp=L/2, la ecuación (1) se reduce a:
(2)
Para los dos extremos del solenoide, xp=0 ó xp=L, el campo B tiene el mismo valor:(3)
Para un solenoide largo, en el cual el radio es mucho más pequeño que la longitud, R<<L, esto puede simplificar las expresiones anteriores:
En xp=L/2 => ……(5)
En xp=0, xp=L => (6)
En las ecuaciones anteriores, N / L = n, es la densidad de espiras; es igual al número de espiras dividido por la longitud del solenoide. Por lo que es el campo en el interior del solenoidebásicamente se puede calcular como:
0 = permeabilidad magnética del vacío, pero en vez del vacío puede haber otro tipo de material. La permeabilidad magnética del material corresponde al valor 4x10−7 T.
VARIACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO A TRAVÉS DEL EJE DE LA BOBINA.
La fuente de alimentación es la que nos va a proporcionar la intensidad de corriente que vamos a introducir en el circuito paraque se cree el campo magnético en su interior.
La bobina corresponde al solenoide en cuyo interior vamos a medir el campo magnético.
Con la interfase vernier y la sonda de campo magnético se medirá el campo dentro del solenoide.
Tomaremos el valor de la intensidad del campo magnético en el interior de la bobina variando la distancia, cm a cm, desde un extremo al otro de la bobina
Ponemosuna corriente constante de 3A.
Representamos los valores del campo magnético en el interior de la bobina en función de la distancia al centro del solenoide.
VARIACIÓN DEL CAMPO CON LA INTENSIDAD DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA.
Comprobar que el campo magnético es proporcional a la intensidad de corriente suministrada, ecuación (6).
Colocar el sensor en el centro de la bobina, que es donde elcampo tiene su mayor valor.
Variar la intensidad corriente e iremos tomando los datos del campo.
Tomamos 10 valores y los ajustamos por mínimos cuadrados de este modo nos dará la pendiente. La que utilizaremos para calcula conociendo los valores de N y L.
Hacer el ajuste por mínimos cuadrados para encontrar la pendiente de la recta.
Según la ecuación B = 0 · N / L · I Y = m · x + b.Sabemos que Y corresponde con B y x con I entonces la pendiente m tiene que ser igual a 0 · N / L.
TIPOS DE SOLENOIDES
Hay dos categorías principales de solenoides:
Solenoides giratorios
Proporcionan una carrera rotacional que se mide en grados. Algunos son unidireccionales y otros son bidireccionales. La mayor parte tienen un retorno a resorte para devolver la armadura (parte móvil) a laposición inicial. Los solenoides giratorios con frecuencia se usan cuando el tamaño paquete es de la mayor importancia y el trabajo que desempeñan se distribuye de manera más eficaz en toda su carrera. Los solenoides giratorios tienen un fuerza/par de arranque mayor que la de los solenoides lineales. Son más resistentes al impacto. Los solenoides giratorios también ofrecen vida útil más larga (ennúmero de actuaciones) que los solenoides lineales. Una de las aplicaciones más comunes que ayuda a ilustrar la función de un solenoide giratorio es abrir y cerrar un obturador láser.
Los solenoides giratorios tienen aplicaciones en máquinas herramientas, rayos láser, procesamiento fotográfico, almacenamiento de medios, aparatos médicos, clasificadores, cierres de puertas contra incendios, y...
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