Campo magnético

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE HONDURAS
FACULTAD DE CIENCIAS
ESCUELA DE FÍSICA

LABORATORIO
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO II (FS415)
PRÁCTICA N°2
COMPONENTE HORIZONTAL DEL CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE

Instructor:
Roberto Ortiz




Sección de laboratorio:
Jueves 0901

3 Octubre 2013

Tegucigalpa, M.D.C.Honduras, C.A.
RESUMEN
En el presente informe de laboratorio se describe un procedimiento para calcular la componente horizontal del campo magnético terrestre. Para lograrlo se utilizó un solenoide por el que circula una corriente, produciendo así un campo magnético, lo que permitió la medición de un campo magnético resultante por medio de una brújula. También se plantea un modelo que se ajusta alos datos obtenidos, que permite encontrar la magnitud del campo buscado.

INTRODUCCIÓN
La vida en nuestro planeta sería imposible sin el campo magnético que la protege y, sin embargo, aún existen muchas incógnitas sobre el funcionamiento de este. En los cursos de electromagnetismo una de las propiedades importantes que se debe medir en uno de sus laboratorios es la componente horizontal delcampo magnético terrestre. Para obtener esta magnitud física se puede recurrir a diversos experimentos.
En esta práctica utilizamos un solenoide de sección transversal circular de N espiras, diámetro D y longitud L que se dispone con su eje geométrico paralelo a la horizontal y perpendicular a la componente horizontal Bth del campo magnético terrestre y una brújula colocada dentro de este solenoide;de manera que cuando por el mismo circula una corriente I, la aguja de la brújula colocada en el centro de la bobina se orienta a lo largo de la dirección del campo magnético resultante Br. A partir de estos hechos determinamos la magnitud de la componente horizontal de la Tierra.


Figura 1


OBJETIVOS
1. Calcular la magnitud del campo magnético producido en el centro de un solenoidecuando circula a través de él una corriente eléctrica.

2. Determinar la magnitud de la componente horizontal del campo magnético de la Tierra mediante el método de la deflexión magnética en la aguja de una brújula.


MARCO TEÓRICO
Campo magnético de la Tierra
El campo magnético terrestre a distancias de hasta unas cinco veces el radio de la Tierra es aproximadamente igual al del exterior deuna esfera uniformemente imantada. Este campo magnético es similar al de un imán de barra situado en el centro de la Tierra con su polo sur señalando el polo norte magnético. El eje definido por los polos magnéticos forma un ángulo de aproximadamente 15° con el eje de rotación de la Tierra, por lo que los polos magnéticos, aunque próximos a los geográficos, no coinciden con ellos. Las líneas deinducción salen de la superficie terrestre por todo el hemisferio sur magnético y entran por el norte, son exactamente verticales en los polos magnéticos y exactamente horizontales en el ecuador magnético.

Figura 2: Ubicación de los polos magnéticos

Campo magnético axial de un solenoide
Supóngase que se tiene un cilindro de longitud L y sección circular de radio R como el de la figura.Figura 3: Solenoide de longitud L

Despreciando el paso del enrollado, puede obtenerse B en un punto P sobre el eje del solenoide con la suma de las contribuciones de cada una de las vueltas circulares. Utilizando la inducción axial de una corriente circular de radio R en un punto z en el eje:
;
se considera una pequeña porción de solenoide de longitud dz0 situada a una distancia z0 de uno delos extremos y a una distancia z-z0 del punto de campo.
Resolviendo la integral

obtenemos el campo magnético en un punto z sobre el eje del solenoide:



REVISIÓN DEL MARCO TEÓRICO
De acuerdo a la bibliografía consultada:
1. Tome en cuenta el número N de espiras, el diámetro D y la longitud L del solenoide, la corriente eléctrica I que circula por él, y deduzca una ecuación que...