Campo magnetico (ley de ampere)

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Para esta experiencia se procede a calibrar debidamente los instrumentos digitales de medición, los cuales, serán cruciales para disminuir el error de los datos y reducir en cierta cantidad la propagación de estos en cada medición, para luego montar el siguiente esquema el cual es equivalente para todas las secciones de la experimentación.

Dibujo 1).- Circuitointerpretativo del análisis del comportamiento del campo magnético. Observar que el sensor se mantiene en el centro del solenoide.
En este esquema se observa un amperímetro que mide la corriente y un voltímetro que mide una diferencia de potencial otorgada por el sensor, la cual, es captada por un circuito provisto en la punta de este (color rojo) debido al campo magnético generado por el solenoide. Así deesta relación entre el campo y la diferencia de potencial se debe utilizar la siguiente equivalencia:
50mT=5V (1.1)
Para la primera parte del laboratorio se debe mantener un campo magnético variable, una intensidad de corriente variable y una densidad lineal, de las espiras, constante. Con estas condiciones se tienen los siguientes datos:
Numeroespiras del solenoideN=[vueltas]Largosolenoide(L)=[m]
n=NL=467,18[vueltasm]
(Densidad lineal del solenoide)
Así se procede a calcular el campo magnético (B), variando la corriente (I) entre 0[A] hasta 5,3[A]. Previamente se procuró dejar lo mas centrado posible, el sensor de campo, respecto a cualquier eje existente. Estas mediciones se observan en la tabla 1 (apéndice), la cual, otorga un gráfico y su respectiva relación lineal.

Gráfico1).- Relación lineal y directamente proporcional del campo magnético y la intensidad de corriente variable.
La relación obtenida del gráfico más su coeficiente de correlación son:
B=0,5602∙I+0,0993
R²=0,9997
Para la segunda parte de la experimentación se tiene el campo magnético variable, la densidad lineal de las espiras variable y la intensidad de corriente constante.
Aquí como datosiniciales se tiene:
Numeroespiras del solenoideN=34[vueltas]
Largosolenoide(L)=0,4[m]
nteórico=NL=85[vueltasm]
(Densidad lineal teórica del solenoide)
I=4,37[A]
(Intensidad de corriente fija y estable)
En este caso se varia el largo del solenoide de 0,4[m] hasta 0,12[m], lo que hace variar la densidad lineal del solenoide (n), procurando en cada medición que la punta del sensor quedara lo máscercano posible del centro del elemento de estudio.
Esta variación, y la totalidad de las mediciones se observan en la tabla 2 (apéndice), del cual se genera un gráfico y su respectiva relación de las variables.

Gráfico 2).- Relación lineal y directamente proporcional del campo magnético variable y la densidad lineal del solenoide.
Así la relación existente y su coeficiente de correlación son:B=0,0045∙n+0,1094
R² = 0,991
Para la tercera parte estudia una constante entre las dos primeras secciones, denominada permeabilidad magnética del vacio μ0. Para esto se unen las tablas 1 y 2, además del producto entre la corriente y la densidad lineal n∙I. Considerar el valor teórico de μ0:
μ0 teórico=4∙π∙10-7=1,257∙10-6[NA2]
(Permeabilidad magnética del vacío)
De esta tabla 3, se obtiene ungráfico que relaciona el campo magnético variable y el producto n∙I.

Gráfico 3).- Relación del campo magnético variable y el producto entre la densidad lineal del solenoide y la intensidad de corriente que fluye en este.
Se observa que en un comienzo tienen un comportamiento similar luego en los últimos datos difieren en mayor grado, este fenómeno será analizado posteriormente. De acuerdo algráfico se genera una relación lineal y un coeficiente de correlación aproximados.
B=0,0012∙(n∙I)+0,0247
R² = 0,9949
Finalmente, como cuarta parte de la experiencia, se consideran como datos iniciales:
I=5,08[A]
(Intensidad de corriente estable y constante)
n=467,18[vueltasm]
(Densidad lineal del solenoide constante)
Aquí se debe observar la conducta del campo magnético respecto de la...
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