Brujula de tangentes

BRUJULA DE TANGENTES


UNIVERSIDAD DEL VALLE
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
SANTIAGO DE CALI NOVIEMBRE DEL 2003


RESUMEN
Mediante la practica de laboratorio se determinó la componente tangencial a la superficie de la Tierra del campo magnético terrestre, el sistema empleado para hallar el campo magnético terrestre, está constituido principalmente por un reóstato (R), un amperímetro (A),bobina, una brújula y una fuente de voltaje. En este laboratorio se tuvo 20% de rango máximo de error, se puede observar en el análisis de datos y resultados.

OBJETIVOS

Estudiar el efecto que los campos magnéticos creados por corrientes ejercen sobre la brújula

Hacer una determinación de la componente horizontal del campo magnético terrestre.


MARCO TEORICO

Es claro para todos quedesde muy temprana edad el hombre se convierte en un ser que constantemente observa y analiza todo lo que tiene a su alrededor. Es de esta forma como en la antigüedad los Griegos descubren que ciertas piedras atraían piezas de hierro, desarrollando la idea de una presencia magnética dentro de esos objetos naturales.

Los fenómenos magnéticos se producen gracias al movimiento de los electronesdentro de los átomos, un ejemplo claro de este hecho es el imán natural que atrae los metales gracias a su gran magnetismo. Generalizando en el hecho se determina que la tierra es un imán permanente que orienta los polos hacia direcciones preferidas.
A través del sistema de la aguja enmantada (brújula) podremos determinar la orientación del campo magnético terrestre y comparar nuestro valorpractico con el valor establecido por los grandes científicos, tratando de obtener un valor mínimo de incertidumbre.

Se dice que existe un campo magnético en un punto si sobre una carga q móvil que pasa por ese punto se ejerce una fuerza perpendicular a la velocidad de la carga.
Para una determinada dirección de la velocidad de la carga, la fuerza se anula: se define esta dirección como ladirección del campo magnético. Cuando la velocidad de q es perpendicular a la dirección anterior, la fuerza es máxima y proporcional a “v” y a “q”.

Esto indica que si “v" no es perpendicular a campo magnético sino que forma un ángulo  con el campo, el vector velocidad se puede disgregar en dos componentes: una en dirección del campo magnético y la otra perpendicular a ésta que produce una fuerzaproporcional a “v” y a “q”. Es decir:
F = BqV = Bqsen

Donde B es una constante que caracteriza el campo magnético y que se llama intensidad del campo magnético. Por tanto, la intensidad del campo magnético se define como: B=F/sen

Si F se expresa en newton y v en m/s, B se mide en tesla (T) en el sistema CGS el campo magnético se expresa en gauss: 1 T =104 gauss.
Ahora, para definir el sentido de B especificaremos cuando la carga móvil es positiva: los tres vectores B forman un triedro ortogonal. La relación entre sus sentidos puede recordarse por la regla de la mano izquierda, si se utilizan los dedos pulgar, índice y medio de dicha mano para representar a los tres sentidos perpendiculares entre sí. El dedo índice apunta a la dirección delcampo; el medio, en el sentido de la velocidad y el pulgar en el sentido de la fuerza(el sentido de la fuerza que actúa sobre una carga negativa es opuesta al de la fuerza sobre una carga positiva).
Particularmente para el laboratorio utilizamos la formula:

BT=0NI/a2tan
Y
tan=0NI/a2 BT


Del campo magnético terrestre.Donde tenemos el radio a de la bobina (en este caso 0,101m), N espiras (5, 10 y 15) y una corriente determinada I (0=410-7 N/A2) 



MATERIALES

Brújula de Tangentes
Fuente
Reóstato
Amperímetro 0 a 5A
Cables de conexión

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Los equipos utilizados en el laboratorio fueron: una brújula de tangentes, fuente de voltaje, reóstato, amperímetro, bobina...