campos y ondas electromagneticas




DETECCIÓN DE LA ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA

Objetivo: Medir el vector de inducción magnética producida por corrientes estacionarias soportadas por circuitos filiformes de geometría sencilla con la finalidad de comprobar las predicciones teóricas de la ley de Biot - Savart, usando un teslámetro de sonda de efecto Hall.

* Se mide el vector de inducción magnética B, en el centro de unaespira circular por el que circula una cierta intensidad de corriente I en el tiempo. Usando espiras de una, dos y tres vueltas (n=1, 2, 3) y diferentes radios (aproximadamente α= 3, 4 y 6 cm) se investiga la dependencia del vector de inducción magnética B con el número de vueltas (n) y con el radio de las espiras (a).
* Se realizan mediciones del vector de inducción magnética e el eje de una seriede solenoides rectos de sección circular con diversa densidades de arrollamiento (N1), radio (R) y longitud (L).
* Se verifica la presencia de la fuerza magnética (fuerza de Lorentz) que actúa sobre una corriente eléctrica que fluye sometida a la acción de un campo magnético (ambos estáticos).
* Se analiza la interacción de un dipolo magnético de momento dipolar m con un campo magnético estáticoB. El dipolo magnético consiste de una espira circular por la que circula una corriente continua de intensidad I, se comprueba si el vector m no está alineado con B, la espira experimenta un par de fuerzas cuya magnitud y dirección se investigan en este experimento.


Base teórica:

Inducción magnética:
Ley de biot Savart: Utilizamos la ley de Biot para calcular el campo magnético Bproducido por un conductor rectilíneo indefinido por el que circula una corriente de intensidad i.

En el caso de las corrientes que circulan por circuitos cerrados, la contribución de un elemento infinitesimal de longitud del circuito recorrido por una corriente crea una contribución elemental de campo magnético, , en el punto situado en la posición que apunta el vector a una distanciarespecto de , quien apunta en dirección a la corriente I:


Ecuación para la inducción magnética con un solenoide:
Para cualquier punto:
Para el centro en el origen: =
Fuerza de Lorenz: Al observar experimentalmente cómo es la fuerza que un campo B ejerce sobre una carga eléctrica q se cumple que:

Si la carga está en reposo, el campo B no ejerce ninguna fuerza sobre ella.
La fuerza esmáxima cuando la velocidad de la carga v y el campo B son perpendiculares y es nula cuando son paralelos.
La fuerza es perpendicular al plano formado por v y B.
La fuerza es proporcional al valor de la carga q y a la velocidad v.
Si la carga cambia de signo, la fuerza cambia de sentido.

Momento magnético: Es una cantidad que determina la fuerza que el imán puede ejercer sobre las corrienteseléctricas y el par que un campo magnético ejerce sobre ellas. Un bucle de corriente eléctrica, un imán de barra, un electrón, una molécula y un planeta, todos tienen momentos magnéticos. Tanto el momento magnético como el campo magnético pueden ser considerados como vectores con una magnitud y dirección. La dirección del momento magnético apunta del polo sur al polo norte del imán. El campo magnéticoproducido por un imán es proporcional a su momento magnético.


Vector de inducción magnética: creado por un solenoide en su eje. Es un punto cualquiera de su eje de un solenoide recto de sección circular de radio R y longitud L formado por un devanado apilado de “N” vueltas (espiras) por unidad de longitud NL= N/L y por el que circula una corriente de intensidad I se obtiene usando elprincipio de superposición a partir de la espira simple, la expresión se obtiene sustituyendo z por z’ e integrando la longitud z’ a lo largo de la longitud total del solenoide desde – L/2 hasta L/2.

Material:
Fuente de alimentación DC regulada y variable.
Amperímetro con escala de 1 A y 5ª.
Juego de espiras (5 pz).
Juego de solenoides (almenos 8 diferentes valores).
Base para montaje de...