CAMPO MAGNETICO

FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO








INFORME: MEDICIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO DE UNA BOBINA SOLENOIDE





RESUMEN


En la práctica se realizaron algunas mediciones para determinar el campo magnético en el centro de una bobina solenoide y la fuerza que este campo magnético ejerce sobre el alambre conductor, para esto se tomaron datos de la corriente en la espira y enla bobina, la longitud de la espira, y la longitud de los hilos junto con su masa total.



INTRODUCCIÓN


Un campo magnético es aquel creado como consecuencia del movimiento de cargas eléctricas. Cuando una carga se mueve dentro de este, sobre ella hay una fuerza producida por el campo, que cumple algunas propiedades:

1. La fuerza magnética es proporcional a la carga q y a la velocidadde la partícula.

2. El vector campo y la velocidad de la partícula, dan la dirección y magnitud de la fuerza magnética.

3. La fuerza magnética sobre una carga positiva tiene sentido opuesto a una fuerza que actúa sobre una carga negativa que se mueva en la misma dirección.

4. Si el vector velocidad hace un ángulo con el campo, la magnitud de la fuerza magnética es proporcional al.

La ecuación que relaciona el campo con la fuerza magnética y la velocidad de la partícula está dada por la ecuación de Lorentz:

[1]



SOLENOIDES

Un dispositivo capaz de generar campos magnéticos intensos a partir de corrientes eléctricas limitadas esun solenoide, formado por una sucesión de espiras de hilo conductor enrolladas en forma helicoidal por las que circula corriente.

Los solenoides se caracterizan porque:

Entre dos espiras consecutivas, el campo magnético se anula, ya que la corriente circula en sentido contrario por cada una de ellas.
En el centro del solenoide se acumula el campo magnético engendrado por cada espira,debido a esto la densidad de flujo magnético es máxima.

El campo magnético en el centro de un solenoide esta dado por la siguiente ecuación (Ley de Ampere):

[2]

El campo magnético generado en la región central de una bobina cilíndrica larga, que tiene una longitud mucho mayor que su diámetro, es casi homogéneo y va en direcciónparalela con el eje de la bobina; lo que sabemos por la regla de la mano derecha. La intensidad del campo magnético la podemos hallar desarrollando:

[3]
Despejando , tenemos:
[4]
ARREGLO EXPERIMENTAL




Circuito 1 Circuito 2



PROCEDIMIENTOSe montaron los circuitos 1 y 2, el circuito 1 energiza la bobina y es independiente del otro circuito, el cual energiza la espira. Antes de iniciar las mediciones se balanceo la espira con algunos fragmentos de hilo para que estuviera horizontal, y así, tener una base para experimentar. Se conectaron las fuentes de voltaje a cada uno de los circuitos se mantuvo la corriente de la bobinaconstante y se vario la corriente en la espira, esto hizo que la espira se inclinara, y para llevarla a su estado inicial se agregaron mas trozos de hilo, esto se hizo para varios valores de corriente en la bobina.


TABLAS, GRÁFICAS Y RESULTADOS


1. Tabla de datos:

I Bob (A)
I Esp (A)

1,0
1,0
0,315
1,0
1,5
0,354
1,0
2,0
0,666
1,0
2,5
0,636
1,0
3,0
1,002
1,0
3,5
1,4452,0
1,0
0,308
2,0
1,5
0,662
2,0
2,0
0,999
2,0
2,5
1,145
2,0
3,0
1,831



3,0
1,0
0,686
3,0
1,5
1,000
3,0
2,0
1,831
3,0
2,5
2,147
3,0
3,0
2,502



4,0
1,0
1,145
4,0
1,5
1,831
4,0
2,0
2,481
4,0
2,5
3,060
4,0
3,0
3,618

2. Muestra de cálculos:

Para calcular la masa de los hilos usamos:







Sabemos que para que se equilibre la...