Balanza De Corriente
Páginas: 5 (1048 palabras)
Publicado: 18 de septiembre de 2011
OBJETIVOS
* Determinar el valor de la inducción magnética B en el interior de un solenoide largo.
* Encontrar la permeabilidad magnética del vacío
* Calcular el error relativo en la medida de
INTRODUCCION
En la presente práctica experimental, se pretende estudiar la fuerza que ejerce un campo magnético alinterior de un solenoide por el que circula una corriente, sobre una espira por la cual se hace circular una corriente distinta, para esto se utiliza la espira como una balanza que se inclina debido a la fuerza ejercida por el campo magnético y se equilibra añadiendo masa al otro extremo.
Se tomarán valores de la masa requerida para ejercer una fuerza (peso) sobre el otro extremode la espira, en función de distintos valores tanto de la corriente que pasa por el solenoide como la que pasa a través de la espira.
MARCO TEÓRICO
Un solenoide es un alambre largo enrollado en la forma de una hélice. Con esta configuración es posible producir un campo magnético razonablemente uniforme en el espacio rodeado por las vueltas delalambre. Cuando las vueltas están muy próximas entre sí, cada una puede considerarse como una vuelta circular, y el campo magnético neto es el vector suma de los campos debido a todas las vueltas. Un solenoide ideal es aquel cuando el espacio entre las vueltas es muy pequeño y la longitud es grande en comparación con el radio. En este caso, el campo fuera del solenoide es débil comparado con el campodentro y el campo ahí es uniforme en un gran volumen. La expresión para calcular la magnitud del campo magnético dentro de un solenoide ideal, con espacio vació entre las bobinas es:
Donde:
N : Numero de vueltas de solenoide
L: Longitud del solenoide
Ib: Corriente que circula por el solenoide (Bobina)
μo: Permeabilidad del espacio libre (constante)
La dirección del campo dentro delsolenoide esta dado por la regla de la mano derecha, según la ley de Biot – Savart.
El equivalente magnético de la ley de Coulomb es la ley de Biot-Savart para el campo magnético producido por un segmento corto de cable ds, llevando una corriente I:
dB=μo I4π*ds x rr3
Donde la dirección de ds es la misma dirección de la corriente y el vector r apunta desde el segmento corto de cable hastael punto de observación, donde vamos a calcular el campo magnético. Ya que la corriente debe fluir en un circuito, la integración es siempre necesaria para encontrar el campo magnético total en cualquier punto. La constante µo se elige de manera que cuando la corriente está en amperios y las distancias están en metros, el campo magnético es correctamente dado en teslas. Su valor en nuestrasunidades de SI es exactamente:
μo=4π*10-7T∙m2A A=1.26*10-6 T∙mA
Una rápida comparación de este valor con la ley de Biot-Savart probablemente hace que te preguntes cuál es el papel que 4π se supone que juga aquí. Juega el mismo papel que tenía en la ley de Coulomb: se requería en la ley de Coulomb, de modo que la ley de Gauss no tendría un 4π, y se requiere en la ley de Biot-Savart para que laley de Ampere no lo tenga tampoco.
Hay dos casos simples donde las integraciones de campo magnético son fáciles de llevar a cabo, y afortunadamente se encuentran en las geometrías que son de uso práctico. Nosotros usamos la fórmula para el campo magnético de un alambre infinitamente largo cada vez que queremos calcular el campo cerca de un segmento de cable, y usamos la fórmula para el campomagnético en el centro de un lazo circular de alambre cada vez que queremos estimar la el campo magnético cerca del centro de cualquier lazo de alambre.
Fuerza magnética sobre la espira. Cuando una partícula cargada aislada se mueve a través de un campo magnético, sobre ella se ejerce una fuerza magnética. No debe sorprender entonces, que un alambre que conduce una corriente experimente también...
* Determinar el valor de la inducción magnética B en el interior de un solenoide largo.
* Encontrar la permeabilidad magnética del vacío
* Calcular el error relativo en la medida de
INTRODUCCION
En la presente práctica experimental, se pretende estudiar la fuerza que ejerce un campo magnético alinterior de un solenoide por el que circula una corriente, sobre una espira por la cual se hace circular una corriente distinta, para esto se utiliza la espira como una balanza que se inclina debido a la fuerza ejercida por el campo magnético y se equilibra añadiendo masa al otro extremo.
Se tomarán valores de la masa requerida para ejercer una fuerza (peso) sobre el otro extremode la espira, en función de distintos valores tanto de la corriente que pasa por el solenoide como la que pasa a través de la espira.
MARCO TEÓRICO
Un solenoide es un alambre largo enrollado en la forma de una hélice. Con esta configuración es posible producir un campo magnético razonablemente uniforme en el espacio rodeado por las vueltas delalambre. Cuando las vueltas están muy próximas entre sí, cada una puede considerarse como una vuelta circular, y el campo magnético neto es el vector suma de los campos debido a todas las vueltas. Un solenoide ideal es aquel cuando el espacio entre las vueltas es muy pequeño y la longitud es grande en comparación con el radio. En este caso, el campo fuera del solenoide es débil comparado con el campodentro y el campo ahí es uniforme en un gran volumen. La expresión para calcular la magnitud del campo magnético dentro de un solenoide ideal, con espacio vació entre las bobinas es:
Donde:
N : Numero de vueltas de solenoide
L: Longitud del solenoide
Ib: Corriente que circula por el solenoide (Bobina)
μo: Permeabilidad del espacio libre (constante)
La dirección del campo dentro delsolenoide esta dado por la regla de la mano derecha, según la ley de Biot – Savart.
El equivalente magnético de la ley de Coulomb es la ley de Biot-Savart para el campo magnético producido por un segmento corto de cable ds, llevando una corriente I:
dB=μo I4π*ds x rr3
Donde la dirección de ds es la misma dirección de la corriente y el vector r apunta desde el segmento corto de cable hastael punto de observación, donde vamos a calcular el campo magnético. Ya que la corriente debe fluir en un circuito, la integración es siempre necesaria para encontrar el campo magnético total en cualquier punto. La constante µo se elige de manera que cuando la corriente está en amperios y las distancias están en metros, el campo magnético es correctamente dado en teslas. Su valor en nuestrasunidades de SI es exactamente:
μo=4π*10-7T∙m2A A=1.26*10-6 T∙mA
Una rápida comparación de este valor con la ley de Biot-Savart probablemente hace que te preguntes cuál es el papel que 4π se supone que juga aquí. Juega el mismo papel que tenía en la ley de Coulomb: se requería en la ley de Coulomb, de modo que la ley de Gauss no tendría un 4π, y se requiere en la ley de Biot-Savart para que laley de Ampere no lo tenga tampoco.
Hay dos casos simples donde las integraciones de campo magnético son fáciles de llevar a cabo, y afortunadamente se encuentran en las geometrías que son de uso práctico. Nosotros usamos la fórmula para el campo magnético de un alambre infinitamente largo cada vez que queremos calcular el campo cerca de un segmento de cable, y usamos la fórmula para el campomagnético en el centro de un lazo circular de alambre cada vez que queremos estimar la el campo magnético cerca del centro de cualquier lazo de alambre.
Fuerza magnética sobre la espira. Cuando una partícula cargada aislada se mueve a través de un campo magnético, sobre ella se ejerce una fuerza magnética. No debe sorprender entonces, que un alambre que conduce una corriente experimente también...
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