brujula tangente


Brújula de tangentes



Abstract── Para poder determinar la componente horizontal del campo magnético de la tierra se dispuso de una bobina a través de la cual se hizo circular corriente eléctrica para crear un campo magnético capaz de deflectar la posición de la aguja de una brújula; esta deflexión es el resultado de la suma vectorial de la componente tangencial del campo terrestre y elcampo de la bobina.

Palabras clave: Polo magnético, componente vectorial, campo magnético,

I. INTRODUCCIÓN

Hacia el siglo XVII el médico inglés William Gilbert describe un gran número de las propiedades de los imanes que observo experimentalmente [1]. Una de las ideas principales que presenta en su obra es la de que la orientación natural de una aguja magnética se debe al hecho de quela tierra se comporta como un enorme imán. De acuerdo con Gilbert, el polo norte geográfico de la tierra también debe ser un polo magnético que atrae el extremo norte de una aguja magnética. Por tanto, como los mismos polos magnéticos se repelen, el polo norte geográfico de la tierra corresponde al polo sur magnético de esta.

El valor de para la componente, del campo magnético terrestre, quees tangencial a la superficie de la Tierra, se obtuvo experimentalmente tomando registro de la posición de la aguja magnética de una brújula. La posición de la aguja era alterada por el campo magnético de una bobina, que se configuro con 5, 10 y 15 espiras, a través de la cual se hizo circular una corriente eléctrica.




II. DISCUSIÓN TEÓRICA
El planeta tierra cuenta con un campo magnéticoproducido por el movimiento de fluidos dentro del núcleo terrestre [2] y dentro de las funciones de este campo está la de aislar las partículas del viento solar [3]. Este campo presenta un comportamiento similar al de un imán permanente, donde el flujo del campo es desde el polo sur al polo norte de la tierra.

Figura . Líneas de campo magnético generado por la tierra. [4]
Al tomar el núcleoterrestre como un gran imán, el campo se distribuye por todo el planeta y su alrededor, como se muestra en la Figura 1. La magnitud del campo magnético de la tierra varía según la posición del punto de evaluación. Por ser una magnitud vectorial, esta se puede descomponer en otros vectores. Basándose en esto, la magnitud del campo se descompone en dos vectores principales: uno en un plano vertical alpunto de medida y otro en un plano horizontal.
Al tomar la aguja de una brújula como el vector que representa la componente horizontal del campo magnético, y someterla a otro campo magnético , se obtiene un vector resultante y un ángulo entre este vector y el campo magnético terrestre. Con esto se aplica la definición de tangente [5] y se cuantifica la componente horizontal del campo magnéticode la tierra en un punto específico.

Para emplear este concepto se utiliza una aguja de una brújula que se ubica en el eje de una bobina de radio y vueltas, con el fin de generar el campo magnético al hacerle pasar una corriente eléctrica . Experimentando así un vector de campo magnético horizontal, al que se pueda encontrar su magnitud por medio de la ecuación 2 [4]. Luego se reemplaza enla ecuación 1 obteniendo experimentalmente la componente horizontal del campo magnético terrestre en el punto donde se encuentra la aguja de la brújula.

Mediante las ecuaciones (1) y (2) se puede llegar a una expresión que relacione Tangente (θ) y la corriente por el solenoide [4]:


III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Y RESULTADOS

En el modelo experimental se emplea el montaje de la Figura 2que está constituido de una brújula de tangentes, una fuente de 6VDC a 10A, Reóstato de 0 a 80Ω, un amperímetro y cables de conexión. Antes de comenzar con la toma de datos, la brújula se equilibro sobre la mesa y se alineo lo más que se pudo con la dirección Norte-Sur de tal manera que ésta quedara en el plano de la bobina. Ya con esto, se enciende la fuente y se aumenta gradualmente la...