Campo magnetic

Práctica: cálculo del campo magnético terrestre por el método de la brújula de las tangentes
Introducción El origen del campo magnético es consecuencia de la existencia de un núcleo metálico en el interior de la tierra formado por níquel y hierro (NiFe). Desde muy antiguo, los chinos conocían la brújula. Una prueba indirecta de este hecho es la expedición que durante el siglo XIV realizó unalmirante chino a África: sin brújula la expedición hubiera sido imposible. Entre los objetos con los que regresaron a China figuraba una jirafa que parece que no le gustó al emperador. Desde entonces China se aisló del mundo exterior (es decir, de occidente) y su apertura no comenzó hasta el siglo XIX con las conocidas guerras del opio. Se sabe que una aguja imantada que puede girar librementealrededor de un eje vertical que pasa por el centro, presenta la notable propiedad de orientarse en una dirección que es, aproximadamente, la del norte geográfico, en este hemisferio. El comportamiento de esta aguja o brújula evidencia la existencia de un campo magnético terrestre, BT , de manera que la tierra se comporta como un imán gigantesco. Gracias a la existencia de este campo magnético esposible la orientación y, por ejemplo, la navegación en alta mar (antes de extenderse el uso de los GPS). El ángulo que forma BT con el plano horizontal se nombra inclinación magnética y la que forma con el meridiano geográfico se nombra declinación magnética. Es importante conocer la declinación para una correcta orientación geográfica. Las líneas que unen los puntos con la misma declinación se llamanisógonas. Objetivo Medir el valor de la componente horizontal de la intensidad del campo magnético terrestre, por el método de la brújula de las tangentes. Cuestiones previas Tenemos una bobina en un plano perpendicular al suelo. ¿Qué le ocurre a una brújula en el centro de la bobina anterior por la que circula una corriente continua de intensidad I? ¿Cuál es el fundamento de las bobinas deHelmholtz? Hipótesis Conocido el campo magnético crea do por dos bobinas de Helmholtz conectadas en serie, ¿cómo se puede averiguar la componente horizontal del campo magnético terrestre? Materiales y montaje 1 Par de bobinas de Helmholtz (N = 154 espiras, R = 20cm). ____________________________________________________________

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1 Fuente de alimentación 0-6-18 V CC, 0-5 A 1 Polímetro digital Cables de conexión eléctrica. 1 Magnetómetro 1 Reóstato 5 A

Procedimiento experimental (medidas y representación gráfica) Nota Importante: Antes de conectar la fuente de alimentación hay que asegurarse que los controles de potencial y corriente están al mínimo. Coloca el reóstato en el punto medio de surecorrido. Una vez que se ha encendido la fuente de alimentación, sitúa el botón de limitación de corriente a 1,5 A para evitar estropear el amperímetro. Nota sobre el funcionamiento de las bobinas de Helmholtz: Las bobinas de Helmholtz son dos bobinas paralelas separadas a una distancia R. Cada bobina está formada por un hilo conductor que recorre N vueltas en torno a un apoyo cilíndrico cuyo radiocoincide con la distancia R entre las bobinas (en nuestro caso, N=154 y R=20 cm.). El hilo de sujeción de cada bobina dispone de dos conectores hembra que coinciden con el inicio (marcado con 1) y el final del bobinado (marcado con 2). Las salidas 2 deben estar conectadas a la fuente de alimentación mientras que las salidas 1 deben estar conectadas entre sí. De esta manera, las bobinas estánconectadas en serie y por ellas circula una corriente eléctrica de intensidad I. Como consecuencia, éstas generan un campo magnético que es prácticamente uniforme en el espacio comprendido entre ellas.

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Para determinar el valor del...