CIENCIA

CAMPO MAGNÉTICO DE UN SOLENOIDE O BOBINA
1. Objetivos
El objetivo de la práctica es medir el campo creado por un solenoide en su interior variando los parámetros de los que depende.
2. Material
Como material imprescindible tenemos :
Solenoide
Fuente de alimentación
Amperímetro
Teslámetro.
3. Fundamentos
Primeramente definiremos lo que es un solenoide, un solenoide está formado por unaserie de espiras iguales colocadas de forma paralela por las que circula una corriente. El solenoide permite crear campos magnéticos importantes en su interior.
Un solenoide se comporta como un imán y su campo en el interior queda definido con la siguiente fórmula:
B = 0 · N / l · I
Donde N corresponde al número de espiras que contiene el solenoide
l: es la longitud del solenoide
I: es laintensidad de corriente
N / l = n, siendo n 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 solenoide = 0 · n · I
0 = permeabilidad magnética del vacío, pero en vez del vacío puede haber otro tipo de material. La permeabilidad magnética del material corresponde al valor 4 · 10 -7 T.
4. Método
Una vezdefinido el concepto de solenoide y el campo magnético en su interior, pasaremos realizar las pruebas que se nos preguntan.
Construimos el circuito propuesto en la figura adjunta. La fuente de alimentación deberá de funcionar como fuente de intensidad y se respetarán sus indicaciones. El amperímetro permitirá medir la intensidad que suministra la fuente. La bobina posee tres devanados, con un númerodistinto de espiras cada uno. Es teslámetro es el aparato que nos permite medir el campo magnético.
Fuente de
alimentación A
Teslámetro
Bobina
Sonda
Poseemos de una sonda móvil en cuyo extremo se sitúan dos detectores, cada uno de los cuales mide el campo en una dirección.
5. Desarrollo
1 Variación del campo a través del eje de la bobina
La fuente de alimentación es la que nos va aproporcionar la intensidad de corriente que vamos a introducir en el circuito para que se cree el campo magnético en su interior. La fuente de alimentación viene con una serie de instrucciones que respetaremos, por lo que la intensidad introducida ira de o a 3 A
La bobina corresponde al solenoide en cuyo interior vamos a calcular el campo magnético, esta bobina actúa a través de 3 números diferentesde espiras o devanados: 135,270 y 405.
Teslámetro es el que nos va a medir el campo en el interior, éste lo mide en militeslas que tendremos más adelante que prestar atención para cambiarlo a teslas.
*Nota a tener en cuenta es que el propio ambiente en el que se realiza la prueba ya tiene un campo magnético el cual a su vez vario con rapidez por ello antes de realizar cada medida tomaremos lamedida del medio para posteriormente restarla a la del interior del solenoide para que nos de el campo verdaderamente creado.
.
Colocaremos el amperímetro a una misma intensidad durante todas las medidas y también utilizaremos únicamente un devanado de los tres propuestos.
La intensidad elegida ha sido de 223.2 A y el devanado de 135 espiras.
Tomaremos ahora los diferentes campos magnéticos enel interior tomando valores de cm en cm a lo largo de su distancia ( 16 cm), así como fuera del solenoide sin aplicarle ninguna corriente.
X (cm)
B t (solenoide + fuera )
B a ( fuera )
B v ( solo interior )
0
1.00
0.29
0.71
1
1.62
0.27
1.35
2
1.92
0.26
1.66
3
2.03
0.3
1.73
4
2.10
0.25
1.85
5
2.13
0.25
1.88
6
2.16
0.24
1.92
7
2.17
0.24
1.93
8
2.17
0.23
1.949
2.17
0.22
1.93
10
2.15
0.22
1.93
11
2.13
0.22
1.91
12
2.1
0.22
1.89
13
2.07
0.21
1.86
14
1.65
0.26
1.39
15
1.04
0.26
0.78
16
0.99
0.25
0.74
Representamos los valores del campo magnético en el interior de la bobina en función de la distancia al centro del solenoide.
2.Variación del campo con la intensidad.
a) Medidas
Vamos a comprobar que el campo dado es...