Balanza De Corriente

Páginas: 7 (1503 palabras) Publicado: 15 de diciembre de 2012
BALANZA DE CORRIENTE
Fuerza magnética sobre un conductor con corriente
D. Cárdenas, L. Giraldo, A. Wilches, D. Mantilla.
Departamento de Física, Facultad de Ingeniería,
Escuela de Ingeniería Industria y Estadística,
Escuela de Ingeniería de Alimentos.
Universidad del Valle, Cali, Colombia
Mayo del 2012

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Objetivos
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Estudiar la acción del campo magnético de un solenoide sobre un alambre conductor de cierta longitud por donde circula una corriente i.
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Comparar valores experimentales obtenidos para el campo magnético con su valor teórico esperado.
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Verificar ycomprender la expresión de la fuerza magnética que ejerce el campo magnético sobre el conductor de corriente rectilíneo.

Introducción

Al hacer circular una corriente por una bobina, en el interior de esta se produce un campo magnético casi uniforme en dirección paralela al eje del solenoide. Interesados por la fuerza magnética que actuará sobre un alambre conductor que se encuentra en unaplaca rectangular y por el que pasa una corriente perpendicular al campo magnético, se ubica la placa en la región donde existe el campo, dejándola suspendida sobre dos pivotes que ella tiene en su centro para producir el efecto de una balanza y poder comparar la fuerza que ejerce el campo magnético de la bobina sobre el alambre, con el peso de pequeños pedazos de papel que suponemos de igual formay por ende de igual peso. Con todo lo anterior tendremos herramientas suficientes para poder hacer una comparación experimentalmente de la permeabilidad magnética en el vacío, lo cual nos permitirá analizar lo requerido y sacar nuestras propias conclusiones. 

Marco Teórico

Cuando se pasa una corriente I por un solenoide (bobina de N vueltas y longitud Ls en donde se cumple que el diámetro dela bobina es mucho menor que la longitud Ls), en su interior se produce un campo magnético uniforme Bs de magnitud:

Bs =µonI [1]

en dirección paralela al eje del solenoide, donde µo es la permeabilidad magnética en el vacío y n el número de espiras por unidad de longitud (n=N/Ls).

Si un hilo conductor de longitud L con corriente ib es colocado en la región donde existe este campomagnético uniforme Bs , actuará sobre el hilo conductor una fuerza magnética FM dada por:

FM=iLXBs [2]

en donde la dirección del vector L indica la dirección de circulación de la corriente i. Si la corriente ib circula en dirección perpendicular al campo magnético, la magnitud de la fuerza magnética está dada por:

Fm=iLBBO=µ0NLsLibIs[3]

en dirección perpendicular al plano formado por elcampo magnético uniforme Bs y la corriente ib que circula por el hilo conductor en la dirección del vector L de acuerdo con la regla de la mano derecha.

Si esta fuerza magnética está actuando sobre un extremo de un balancín, podemos equilibrar el balancín aplicando una fuerza gravitacional (un peso) en el otro extremo del balancín. Si los dos brazos donde actúan estas dos fuerzas son idénticosse cumple:

FM=Fg [4]

Método Experimental

Para el montaje experimental se requirió: Solenoide de 500 espiras con soporte para balancín, balancín de corriente, fuente de poder AC y DC, dos reóstatos, dos amperímetros, puente rectificador DC / AC, cuadritos de papel, pinzas y cables de conexión. Los elementos a disposición fueron conectados según las indicaciones. (figura1)

La generacióndel campo magnético uniforme en el solenoide se produce al ser alimentado con corriente continua. La fuerza que el solenoide experimenta es la cantidad mesurable de la práctica.

Una vez montados los circuitos para el solenoide y balancín requeridos para la práctica, se ubicó el borde de la lámina rectangular que servía de soporte al alambre conductor en el centro del solenoide quedando...
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