Fisica experimental

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Experiencia de laboratorio N°4
Campo magnético terrestre

Integrantes:
* Bereihl Agustín
* Chanamé Solari César
* Gonzalez Galdós Victoria
* Jacob Marina

Ayudantes: Esteban y Sebastián

Fecha de realización: 16/09/2010

Fecha de entrega: 23/09/2010



Resumen:



Introducción:

El objetivo de este trabajo práctico fue calcular la componente horizontal delcampo magnético terrestre en la ciudad de Mar del Plata. Ésto se logró midiendo el período de oscilación de un imán suspendido en el interior de un campo generado por la corriente que circulaba por una bobina de Helmholtz.

La componente horizontal del campo magnético de la Tierra depende de la latitud geográfica y la naturaleza de la superficie por lo tanto, su valor debe ser determinadoexperimentalmente.
Si una barra imán se coloca en un campo magnético, las fuerzas magnéticas ejercen un torque o par que se expresa de la siguiente manera:

ζ = M . B . senϴ

Donde:
M: momento magnético asociado al imán
B: densidad de flujo magnético
ϴ: ángulo comprendido entre M y B

Si el imán se libera en una posición como la que muestra la figura1, oscilará en torno al eje C y en una línea paralela al campo.


Figura 1

Si ϴ es pequeño, el movimiento es armónico simple y el período T está dado por:

ω2 = M.B/I = (2π/T)2 1

I: momento de inercia del imán permanente oscilando respecto del eje C
T: período de oscilación

El imán permanente debe oscilar en el interior de un campo uniforme demagnitud igual o mayor que el campo magnético terrestre. Esto es logrado por medio de un sistema de bobinados conocido como bobina de Helmholtz. Esta bobina consiste en dos espiras circulares de radio R separadas por una distancia igual a su radio. Si ambas bobinas tienen un número de vueltas igual a N y por ambas espiras circula una corriente i en el mismo sentido, el campo magnético en el centroentre las dos espiras es uniforme dentro del volumen de radio R.
El valor de este campo está dado por

Bz = (32π/√125 x 106 ) . N . i / R 2

[i]=mA ; [Bz]=Gauss ; [R]=m ,siendo z la dirección a los largo del eje de las bobinas. El sentido de B depende de la circulación de la corriente.

Para la determinación de la dirección del campo se utilizala regla de la mano derecha en los lazos de la corriente. La bobina se debe alinear con el meridiano magnético de la Tierra para el campo Bz de la bobina sea paralelo o antiparalelo a la componente horizontal del campo terrestre BHT. Dado que los campos son cantidades vectoriales, se puede escribir lo siguiente:

B= Bz + BHT 3
Si Bz es antiparalelo aBHT tiene un signo negativo.

Figura 2

Al relacionar las ecuaciones 1,2 y 3, se obtiene la siguiente expresión:

ω2=(M/I).(BHT+BZ) 4

En la expresión 4 se puede observar que las cantidades involucradas son en su mayoría constantes, excepto el ω (período del imán permanente) y BZ (densidad de flujo de la bobina).Teniendo en cuenta las variables ω2 y BZ, la expresión tiene la formaY=bX+C , la cual representa a una ecuación lineal. La ordenada al origen de esta ecuación permite hallar el valor de BHT.

Procedimiento:

Para la realización del experimento se utilizaron los siguientes materiales:
* Un imán permanente
* Una bobina de Helmhotz
* Una fuente de voltaje variable
* Un multímetro
* Cables de conexión
* Sensor de campo magnético axial y radial* Interfases Science Workshop PascPasco-Ci

Los elementos se conectaron de la siguiente manera:

Acá van las fotos de agus o los dibujos que mando el chato con los números de las imágenes en el texo mientras las va nombrando.

La fuente variable(número de foto) es utilizada como control de la corriente que pasa por el circuito.
Se ató un hilo fino al imán para que éste oscile...
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