Bobinas de helmholtz
Páginas: 6 (1408 palabras)
Publicado: 8 de marzo de 2010
ÍNDICE página
1. Introducción teórica. Expresiones teóricas ……………………………………2
2. Representación gráfica del circuito ……………………………………………….3
3. Tablas ……………………………………………………………………………………………..5
4. Gráficas …………………………………………………………………………………………..6
5. Observaciones de los resultadosobtenidos …………………………………..8
1. Introducción teórica. Expresiones teóricas
INTRODUCCION
Oersted
En 1820 el investigador danés Hans Christian Oersted intentaba encontrar la relación que existía entre la electricidad y el magnetismo. Oersted colocó una brújula al lado de un hilo conductor que estaba conectado a una pila, y observó que los muchos cambios que hasta ese momento había hecho en la posicióndel hilo conductor no afectaban para nada a la brújula.
Por puro azar, estando el hilo conductor desconectado de la pila, situó este hilo en la misma dirección que la aguja de la brújula. A continuación conectó de nuevo el hilo a la pila; en ese momento la aguja de la brújula giró bruscamente hasta situarse perpendicular al hilo conductor.
De esta forma, por primera vez se observó que un campoeléctrico influía sobre un imán. Y así se demostró que un conductor eléctrico por el que circula una corriente eléctrica crea a su alrededor un campo magnético B.
[pic]
Donde I es la corriente que circula por el circuito, la integral de línea se calcula sobre el perfil del circuito y [pic]es la constante conocida como permeabilidad magnéticadel vacío, el campo magnético se mide en teslas (T) y tiene un valor de 4p · 10-7 weber/amperio x metro.
Ley de Biot- Savart
La ley de Biot-Savart La ley de Biot-Savart calcula el campo producido por un elemento dl de la corriente de intensidad I en un punto P distante r de dicho elemento.
El campo producido por el elemento tiene la dirección perpendicular al plano determinado por losvectores unitarios ut y ur, y sentido el que resulta de la aplicación de la regla del sacacorchos. ut es un vector unitario que señala la dirección de la corriente, mientras que ur señala la posición del punto P desde el elemento de corriente dl. Salvo en el caso de espira circular o de una corriente rectilínea.
[pic]
Donde R es el radio de la espira y x esla distancia desde el punto de cálculo al centro de la espira.
Para calcular el campo en el centro de la espira (x=0) la formula empleada será:
[pic]
|[pic] |
Una bobina de Helmholtz en forma básica consiste en un par de espiras concéntricas
de radio R conectadas en serie y separadas por unadistancia r a lo largo del eje de simetría (eje z). El campo total generado por cada espira circular esta dado por:
[pic]
Para calcular el campo producido por una espira circular consideramos muchos elementos de corriente dl, ya que cada elemento de corriente tiene la misma dirección y sentido.
A continuación sumando el campo producido por las dos espiras averiguaremos el campototal producido.
La curva espacial de campo magnético característica de una bobina de Helmholtz calibrada.
Eje X=> Distancia del punto 0 Eje Y=> Campo Magnetico (B)
[pic]
1. Representación gráfica del circuito
[pic]
Esquema del circuito montado
En este circuito se observan algunos de los elementos principales del montajerealizado:
• La fuente de alimentación, que alimentaba el circuito con corriente continua, en nuestro caso alimentamos el circuito con 4V.
• Las bobinas de Helmholtz, que según se observa en el circuito están conectadas de tal forma que la corriente en ambas circula en el mismo sentido, lo que va hacer que, utilizando la regla de la mano derecha, podamos ver que los campos entre ambas...
1. Introducción teórica. Expresiones teóricas ……………………………………2
2. Representación gráfica del circuito ……………………………………………….3
3. Tablas ……………………………………………………………………………………………..5
4. Gráficas …………………………………………………………………………………………..6
5. Observaciones de los resultadosobtenidos …………………………………..8
1. Introducción teórica. Expresiones teóricas
INTRODUCCION
Oersted
En 1820 el investigador danés Hans Christian Oersted intentaba encontrar la relación que existía entre la electricidad y el magnetismo. Oersted colocó una brújula al lado de un hilo conductor que estaba conectado a una pila, y observó que los muchos cambios que hasta ese momento había hecho en la posicióndel hilo conductor no afectaban para nada a la brújula.
Por puro azar, estando el hilo conductor desconectado de la pila, situó este hilo en la misma dirección que la aguja de la brújula. A continuación conectó de nuevo el hilo a la pila; en ese momento la aguja de la brújula giró bruscamente hasta situarse perpendicular al hilo conductor.
De esta forma, por primera vez se observó que un campoeléctrico influía sobre un imán. Y así se demostró que un conductor eléctrico por el que circula una corriente eléctrica crea a su alrededor un campo magnético B.
[pic]
Donde I es la corriente que circula por el circuito, la integral de línea se calcula sobre el perfil del circuito y [pic]es la constante conocida como permeabilidad magnéticadel vacío, el campo magnético se mide en teslas (T) y tiene un valor de 4p · 10-7 weber/amperio x metro.
Ley de Biot- Savart
La ley de Biot-Savart La ley de Biot-Savart calcula el campo producido por un elemento dl de la corriente de intensidad I en un punto P distante r de dicho elemento.
El campo producido por el elemento tiene la dirección perpendicular al plano determinado por losvectores unitarios ut y ur, y sentido el que resulta de la aplicación de la regla del sacacorchos. ut es un vector unitario que señala la dirección de la corriente, mientras que ur señala la posición del punto P desde el elemento de corriente dl. Salvo en el caso de espira circular o de una corriente rectilínea.
[pic]
Donde R es el radio de la espira y x esla distancia desde el punto de cálculo al centro de la espira.
Para calcular el campo en el centro de la espira (x=0) la formula empleada será:
[pic]
|[pic] |
Una bobina de Helmholtz en forma básica consiste en un par de espiras concéntricas
de radio R conectadas en serie y separadas por unadistancia r a lo largo del eje de simetría (eje z). El campo total generado por cada espira circular esta dado por:
[pic]
Para calcular el campo producido por una espira circular consideramos muchos elementos de corriente dl, ya que cada elemento de corriente tiene la misma dirección y sentido.
A continuación sumando el campo producido por las dos espiras averiguaremos el campototal producido.
La curva espacial de campo magnético característica de una bobina de Helmholtz calibrada.
Eje X=> Distancia del punto 0 Eje Y=> Campo Magnetico (B)
[pic]
1. Representación gráfica del circuito
[pic]
Esquema del circuito montado
En este circuito se observan algunos de los elementos principales del montajerealizado:
• La fuente de alimentación, que alimentaba el circuito con corriente continua, en nuestro caso alimentamos el circuito con 4V.
• Las bobinas de Helmholtz, que según se observa en el circuito están conectadas de tal forma que la corriente en ambas circula en el mismo sentido, lo que va hacer que, utilizando la regla de la mano derecha, podamos ver que los campos entre ambas...
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