Campo magnetico de un solenoide

CAMPO MAGNÉTICO DE UN SOLENOIDE

1.- MATERIAL.

Solenoide.
Fuente de alimentación.
Amperímetro.
Teslamétro.

2.- MÉTODO.

La corriente eléctrica al pasar por un conductor crea un campo magnético casi inapreciable, a excepción del solenoide, conductor arrollado en forma de bobina. Este crea un campo magnético bastante uniforme cuanto menor diámetro y mayor longitud tiene.El campo toma la dirección del eje del solenoide y un valor igual al numero de espiras por la permeabilidad magnética del vacío ( μo = 4π x 10-7) y por la intensidad de la corriente; todo ello dividido después por la longitud del solenoide.
|Dist. (cm) ± 0,1 |B (mT) ± 0,05 |
|8 |4,08 |
|7 |5,61 |
|6|6,55 |
|5 |7,05 |
|4 |7,54 |
|3 |7,73 |
|2 |7,84 |
|1 |7,89 |
|0 |7,89 |
|-1 |7,86 |
|-2 |7,78 |
|-3|7,63 |
|-4 |7,35 |
|-5 |6,87 |
|-6 |6,04 |
|-7 |4,69 |
|-8 |3,17 |

Con este aparato y una fuente de intensidad (suministra una intensidad de corriente constante e independiente de lasresistencias), crearemos un campo magnético. Luego con el teslámetro, que posee una sonda, la situaremos en el mismo eje de la bobina para medir el campo magnético. En la medición del campo producido por el solenoide, habrá que tener en cuenta que la sonda mide tanto el campo del solenoide como el de otros aparatos, por lo tanto habrá que medir con la sonda tanto antes como cuando se pone enfuncionamiento, para así poder hallar con mas exactitud el campo magnético producido exclusivamente por el solenoide.
Realizamos varios ejercicios para verificar la teoría comentada:
La variación del campo a lo largo del eje de la bobina.

Se puede comprobar que el campo es mas uniforme y estable en los intervalos mas cercanos al centro, mientras que cuanto mas cerca estamos de los limites de labobina mayor es la variación del campo. También queda demostrado que el valor del campo es mayor cuanto más cerca del centro de la bobina está, ya que existe menores perdidas (fugas) de energía, y por lo tanto el campo toma valor máximo en el centro del solenoide.
La variación del campo con la intensidad.

|I (A) ± 0,02 |B (mT) ± 0,05 |
|3,33 |11,30|
|3,00 |10,19 |
|2,80 |9,51 |
|2,56 |8,70 |
|2,34 |7,95 |
|2,00 |6,74 |
|1,70 |5,76 |
|1,48 |5,04 |
|1,26 |4,27 |
|1,00|3,41 |

Queda comprobado que el valor del campo es directamente proporcional a la intensidad de la corriente, aunque es fácil de saberlo echando un vistazo a la ecuación B = ( μ0 N / l ) I. También a través de la ecuación se puede averiguar que en una gráfica en la que se representa los valores de la intensidad de corriente y los valores del campo magnético, formauna ecuación lineal, en la que la ordenada en el origen es cero, y en la que la pendiente es la constante ( μ0 N / l ), para nuestro caso será 3,39 ± 0,02 (T/A). Para verificar que nuestro resultado es aproximadamente correcto, hallaremos el valor de μ0. Como conocemos el numero de espiras y la longitud de la bobina, el valor de μ0 es 1,34 x 10-6 ± 3 x 10-8 (T/A· m), con lo que la discrepancia del...