laboratorio sonda hall fisica 2

LABORATORIO DE EXPERIMENTACIÓN DE FÍSICA II

SONDA HALL, MEDIDA DEL CAMPO MAGNÉTICO

INTRODUCCIÓN

El teslametro es un instrumento diseñado para medir campos magnéticas utilizando el efecto hall. Proporciona la corriente I a la sonda hall conectada a su entrada; a la vez mide el voltaje Hall generado entre sus bordes cuando la sonda se coloca en el campo magnético a medir, y convierteeste voltaje en el correspondiente valor del campo, de acuerdo al coeficiente de hall. Antes de tomar los datos se debió calibrar el instrumento de acuerdo a la configuración necesaria.

Los objetivos previstos para este laboratorio son:

Medir campos magnéticos utilizando las sondas Hall axial y tangencial.
Encontrar la configuración del campo magnético producido por un par de bobinas en laconfiguración Helmholtz.


MARCO TEÓRICO

En 1879 Edwin Hall descubrió que cuando un conductor que conduce corriente se pone en un campo magnético se genera un voltaje en una dirección perpendicular tanto a la corriente como al campo magnético (ver figura 1). Esta observación, conocida como el efecto hall, surge de la desviación de los portadores de carga a un lado de los conductores comoconsecuencia de la fuerza magnética que experimentan. Brindan información en relación con el signo de los portadores de carga y su densidad, además de proporcionar una conveniente técnica para medir campos magnéticos.


Figura 1


Un dispositivo para observar el Efecto Hall consta de un material conductor por donde circula una corriente I (ver figura 1). Un campo magnético B se aplicaperpendicularmente al flujo de corriente (+x). Si los portadores de carga son electrones y se movilizan en dirección opuesta al flujo de corriente (-x), se someten a una fuerza magnética hacia arriba F, desviándose hacia arriba, generando una acumulación de carga positiva abajo. Esta acumulación de carga en los bordes aumenta hasta que el campo electrostático equilibra la fuerza magnética de los portadoresde carga. A raíz de alcanzar esta condición de equilibrio, los electrones no se desvían hacia arriba. Es de aclarar que el mismo proceso se genera si los portadores de carga son positivos. Un voltímetro o potenciómetro de alta sensibilidad se puede utilizar para medir la diferencia de potencial en el conductor, este voltaje es llamado Voltaje Hall. La expresión dada para el Voltaje Hall es:ó

Donde w es el espesor, n el número de portadores de carga por unidad de volumen, y q la carga del portador. La cantidad se conoce como Coeficiente Hall .

Ahora para conocer el campo magnético en el centro de una bobina con N espiras y radio a, por donde circula una corriente I, la expresión está dada por:



Donde la dirección del campo magnético va a lo largo del ejecentral de la bobina. Las Bobinas de Helmholtz indican, que para dos bobinas con el mismo número de espiras N y radio a, separadas una distancia igual al radio la ecuación del campo magnético en el centro de las dos está dada por:



Partiendo de esta información y la proporcionada por la guía del laboratorio, se realizó el experimento con las BOBINAS DE HELMHOLTZ con el objeto de corroborar losvalores experimentales con los teóricos. Inicialmente se calculó el campo magnético en el centro de la separación de las bobinas variando la corriente. En la segunda sección de la práctica, se introdujo en el centro de las bobinas una SONDA HALL de forma axial donde se varía la distancia al centro de las bobinas y así observar el comportamiento del campo magnético y comprobarlo con los valoresteóricos hallados en la práctica.



DISEÑO EXPERIMENTAL

Materiales y Equipos:
Bobinas de Helmholtz.
Sondas Hall (axial y tangencial).
Teslametro.
Amperímetro.
Fuente de corriente autoprotegida 13501.93.
Cables de conexión.
Soportes y reglas.

Método Experimental
Inicialmente se verifica que la fuente se encuentre desenchufada del toma de la energía y los controles de la misma...