medición de un campo magnetica

Páginas: 5 (1142 palabras) Publicado: 4 de septiembre de 2013


























Medir el campo magnético en el aire cerca de dos conductores con corriente











Objetivo: Al terminar esta práctica el alumno será capaz de medir el campo magnético que hay en el aire cerca de dos conductores con corriente, usando los materiales indicados como el tesla metro, a fin de motivar el aprendizaje de las propiedadesmagnéticas de los materiales.





Antecedentes teóricos



Una corriente que circula por un conductor produce un campo magnético en su vecindad. El caso más simple es el de un conductor largo en el vacío (en el aire es igual), para el cual, si I es la intensidad que lo atraviesa y r la distancia a la que se mide el campo magnético , la ley de Biot-Savart nos da su módulo:(1)

en donde μ0 es la permeabilidad magnética del vacío (también del aire, y vale 4π.10-7 u.S.I) La dirección de es perpendicular tanto a la dirección de la corriente como del vector de posición . A efectos prácticos, la expresión anterior puede usarse cuando la longitud del cable conductor es mucho mayor que la distancia r. En cambio, cuando ambos valores sondel mismo orden de magnitud, deberemos de usar la expresión alternativa:

(2)
siendo φ1 y φ2 los ángulos que pueden observarse en la figura 1.

Cuando lo que se tiene es una espira de corriente, la expresión que permite calcular el módulo del campo magnético a una cierta distancia r sobre el eje de la misma viene dada por:

(3)
En donde a es el radio de la espira y x ladistancia al plano de la espira medida sobre el eje y con origen en su centro.



Material utilizado:
Fuente de alimentación
Transformador.
Transformador de intensidad,
Teslámetro.
Sondas Hall (axial y transversal).
Conjunto de cuatro conductores de corriente de diversas formas.
Polímetro.
Regla.
Pinzas.
Cables de conexión y soportes.

Montaje experimental:La figura 2 nos muestra el dispositivo de medida. Una corriente alterna se origina en una fuente de alimentación y se hace circular por el primario de un transformador. El secundario de este transformador se coloca en serie con el circuito que crea el campo magnético, que será uno cualquiera de las 4 conductores que hay en la práctica. La regla y el Teslámetro, junto con las sondasHall, nos servirán para medir la distancia r y medir el campo, respectivamente.


Figura 2

Para medir valores aceptables del campo magnético, se han de tener intensidades de corriente bastante grandes, como puede verse por cálculo directo en la expresión (1). Por ese motivo, se recurre a un procedimiento que disminuya los riesgos de trabajar con intensidades tan altas y que consisteen utilizar el llamado “transformador de intensidad” (que es el aparato negro de forma toroidal y dos bornes). Se trata de otro transformador, en el que el primario es el circuito cuya intensidad de corriente se quiere medir (cualquiera de los 4 que disponemos) y cuyo secundario es un núcleo anular provisto de una sola espira que rodea una vez al primario (ver figura 2). Este núcleo tiene unasalida por dos bornes, a los que se conecta el amperímetro de medida (polímetro) con el que leeremos una corriente Iti. En nuestro caso, el diseño experimental es tal que cumple la relación

I = 100 Iti (4)

ADVERTENCIA:
¡PELIGRO! El transformador de intensidad siempre debe de estar conectado al amperímetro. En caso contrario, esdecir, con el secundario abierto, se pueden inducir entre sus bornes PUNTAS DE TENSIÓN muy elevadas y peligrosas. Por lo tanto, estando en régimen de trabajo, es decir, circulando corriente en todos los conductores de la práctica, bajo ningún concepto abra el circuito que forma el transformador de intensidad en serie con el amperímetro, ni siquiera para cambiar el amperímetro. Para cualquier...
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