Experiencia electricidad

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Experiencia 4
Campo magnético no variable.


RESULTADOS

La Cuarta experiencia de laboratorio tuvo como objetivo medir el campo magnético por la corriente que circula por un Solenoide y verificar la validez de los modelos teóricos para predecir el campo magnético en un solenoide. Para la primera parte de la experiencia se estudió la relación existente entre la corriente aplicada a unsolenoide y el campo que este produce manteniendo constante la densidad de espiras. Para ello se mantuvo constante la densidad de espiras en 100[e/m], donde e representa la cantidad de espiras y m los metros. Luego se fue variando la corriente en la batería entre 0 [A] y 6[A] y se midió el campo magnético dentro del solenoide. Los resultados para 9 mediciones de campo magnético se muestran en la tabla1.1 (ver tabla 1.1). A la hora de graficar el campo magnético respecto a la corriente se obtuvo el siguiente gráfico:












Campo Magnético v/s Corriente en un Solenoide con densidad de espiras constante.


Gráfico1.1 Se puede observar una relación lineal entre el campo magnético y la intensidad de corriente.

Posteriormente se procedió a modificar al sistema midiendo elcampo magnético dentro del solenoide con una corriente constante de 6.04 [A] dentro del solenoide, pero variando la densidad de espiras. Se realizaron 9 mediciones de campo magnético. Los resultados se muestran en la tabla 1.2 (ver tabla 1.2). A la hora de graficar el campo magnético dentro del solenoide respecto a la densidad de espiras se obtuvo el siguiente gráfico:Campo Magnético v/s densidad de corriente en un Solenoide con Corriente constante.

Gráfico 1.2 Se puede observar una relación lineal entre el campo magnético y la densidad de espiras.

Luego de realizados estos 2 procedimientos se prosiguió a unir los datos y crear una tabla con el producto entre la densidad de espiras y la corriente y campo magnético respectivo. Los resultados se muestran enla tabla 1.3 (ver tabla 1.3). A la hora de graficar el campo magnético respecto al producto entre n e I, donde n es la densidad de espiras e I la intensidad, se obtuvo el siguiente gráfico:



Campo Magnético v/s n×I en un solenoide.


Gráfico 1.3 Se puede observar una relación lineal entre el campo eléctrico y n×I

La última parte de la experiencia consistió en analizar ladistribución del campo magnético a lo largo de un solenoide. Para ello se armó el sistema de la figura 1 (ver figura 2) y se procedió a desplazar la sonda a lo largo de todo el eje Z. Se midió el campo eléctrico para cada posición relativa, siendo la posición 0 el inicio del Solenoide. Se realizaron 20 mediciones del campo magnético respecto de la posición de la sonda. Los resultados se muestran en la tabla2.1 (ver tabla 2.1). A la hora de graficar el campo eléctrico respecto a la posición relativa de la sonda se obtuvo el siguiente gráfico:

Campo Magnético v/s posición relativa de la sonda en el solenoide.


Gráfico 2.1 Muestra el decaimiento del campo eléctrico en los bordes del solenoide.

Análisis y Discusión

En primer lugar, se buscó comprobar la fórmula que relaciona el campoeléctrico en un solenoide. Esta fórmula es:

B=μ_0×n×I

Donde μ_0 es la permeabilidad magnética en el vacío, cuyo valor es 4π×〖10〗^(-7), n es la densidad de espiras e I la intensidad de corriente en el solenoide. Para esto, como se explicó anteriormente se tomaron datos de la variación del campo magnético mientras se variaba la intensidad de corriente, manteniendo constante la densidad de espiras.Esta parte de la experiencia se ve reflejada en el gráfico 1. En este gráfico se observa que efectivamente el campo magnético es directamente proporcional a la corriente que circula por el solenoide. Al analizar el gráfico la ecuación empírica que determina el campo magnético respecto a la corriente es:
B=1.28×〖10〗^(-4)×I+6.04×〖10〗^(-6)

La constante 1.28×〖10〗^(-4) de esta ecuación en...
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