Bobinas

FACULTAD DE CIENCIAS
Grado de Óptica y Optometría
Asignatura: FÍSICA

UNIVERSIDAD DE ALICANTE
Curso: 2010-11

Práctica nº 6. EQUIVALENCIA ENTRE IMANES Y BOBINAS.
MEDIDA DE CAMPOS MAGNÉTICOS

Material
Bobina de diámetro 11 cm y longitud 35 cm con
94 espiras de hilo de cobre (η = 1,7·10-8 Ω·m) de
diámetro 0,60 mm. Alimentador de corriente continua
(menor voltaje posible), juego de 5 resistenciascomprendidas entre 22 y 220 Ω, multímetro, interruptor,
cables (2 de ellos con pinza en uno de sus extremos) y
brújula.
Objetivo
Comprobar que una corriente eléctrica origina un
campo magnético y utilizar de forma práctica algunas
fórmulas para calcular valor dirección y sentido del
vector campo magnético.
Conocimientos previos
El campo magnético B creado en el interior de una bobina de N espiras ylongitud ℓ por la que
circula una corriente eléctrica I se calcula mediante la ecuación
µNI
B=
(1)
ℓ
donde µ es la permeabilidad magnética del medio (en el aire, utilizando unidades del SI, vale
1,26·10-6). En la figura 1 donde se representan las líneas de campo magnético se observa que la intensidad del campo (proporcional a la densidad de líneas) no permanece constante en el interior sino
quediminuye lentamente desde el centro hasta el borde de la bobina. En realidad, la ecuación 1 da
el campo en el centro de la bobina con un error menor del 1% siempre que la longitud de la bobina
sea al menos 10 veces mayor que su diámetro. Cuando no se cumple esta condición, se aplica a la
ecuación (1) un factor de corrección
µNI
ℓ
µNI
B=
= 2
(2)
2
2
ℓ
ℓ +D
ℓ + D2
donde D es el diámetro de la bobina.FIGURA 1. Líneas del campo magnético creado por una
bobina

Práctica nº 6

1

El campo magnético de una bobina es similar al de un imán y sus extremos, dependiendo del
sentido de la corriente, equivalen a un polo norte o un polo sur. Como se indica en la figura 2, el
extremo en el que la corriente gira en sentido contrario a las agujas de un reloj tiene un flujo saliente (polo norte) y elextremo en el que la corriente gira en el sentido de las agujas del reloj tiene un
flujo entrante (polo sur). Una forma simple de determinar los polos en la bobina consiste en escribir
sobre las caras de las espiras situadas en los extremos las iniciales N y S. El polo es aquel en el que
las flechas en los extremos de la letra coinciden con el sentido de la corriente.
a)

I
B

b)

I
B

I

I
FIGURA 2. Elsentido del campo en las caras de una bobina y, como
consecuencia, los polos a) norte y b) sur dependen del sentido de la
corriente.

La resistencia de las bobinas suele ser muy pequeña y por tanto, difícil de medir con precisión.
Su valor se calcula a partir de la longitud y de la sección del hilo mediante la fórmula
ℓ
R = η hilo
(3)
S hilo
Para limitar el paso de la corriente y evitar que labobina se queme es siempre necesario montarla
con una resistencia en serie.
Procedimiento
1. Resistencia de la bobina
– Calcula la resistencia de la bobina empleando la ecuación 3. Para ello determina la longitud del
hilo a partir del diámetro de la bobina y el número de vueltas, y la sección del hilo a partir de su
diámetro (estos datos se encuentran en la lista del material empleado en la prácticaal principio
de este guión).
– Identifica las resistencias que vas a utilizar en la práctica ordenándolas de menor a mayor valor
con ayuda del código de colores.
2. Campo magnético de la bobina.
– En primer lugar, considera que el campo magnético creado por la bobina se va a superponer al
campo magnético terrestre y por tanto es necesario orientar la bobina de manera que sea fácil
saber cuál esla contribución de cada uno al campo magnético resultante. Con la brújula averigua la dirección del campo magnético terrestre y empieza por disponer la bobina con su eje
perpendicular a dicho campo.
– Monta el circuito de la figura 3. El polo positivo del alimentador corresponde a la hembrilla
roja. Aumque el selector de voltaje se encuentra en la posición de 1,5 V, el valor efectivo
depende de...