Deteccion De La Energia Electromagnetica

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “CULHUACÁN”

CARRERA: INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
PRACTICA 3
DETECCION DE LA ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA.


OBJETIVO

Medir el vector de inducción magnética producida por corrientes estacionarias soportadas por circuitos filiformes de geometría sencilla con la finalidad de comprobar lasreducciones teóricas de la ley de Biot - Savart, usando un teslámetro de sonda de efecto Hall.

* Se mide el vector de inducción magnética B, en el centro de una espira circular por el que circula una cierta intensidad de corriente I en el tiempo. Usando espiras de una, dos y tres vueltas (n=1, 2, 3) y diferentes radios (aproximadamente α= 3, 4 y 6 cm) se investiga la dependencia del vector deinducción magnética B con el numero de vueltas (n) y con el radio de las espiras (a).
* Se realizan mediciones del vector de inducción magnética e el eje de una serie de solenoides rectos de sección circular con diversa densidades de arrollamiento (N1), radio (R) y longitud (L).
* Se verifica la presencia de la fuerza magnética (fuerza de Lorentz) que actúa sobre una corriente eléctrica quefluye sometida a la acción de un campo magnético (ambos estáticos).
* Se analiza la interacción de un dipolo magnético de momento dipolar m con un campo magnético estático B. El dipolo magnético consiste de una espira circular por la que circula una corriente continua de intensidad I, se comprueba si el vector m no está alineado con B, la espira experimenta un par de fuerzas cuya magnitud ydirección se investigan en este experimento.

BASE TEORICA

En la primera parte de la práctica se investiga de inducción magnética que se produce por dos de las configuraciones más simples, las espiras circulares y los solenoides.
a) El vector inducción magnética B generado por una espira circular en su eje. El vector inducción magnética B, producido por una espira circular de radio a y porla que circula una corriente continua de intensivas I figura (1) en los puntos de su eje se puede evaluar a partir de la ley de Biot-Savart.
B (z) = μ0I2π a2(a2+z2)3/2 uz………………………………………………………………… (1)
Que para el centro de la espira (z = 0) se reduce a
B (z) = μ0I2πa uz……………………………………………………………..…………….. (2)

Figura 1. Una espira circular por la que circula una corriente constante

Cuando sealimenta corriente eléctrica a una espira o a un solenoide el campo magnético o inducción magnética B tiene sentido el cual depende del sentido del flujo de la corriente, cumpliendo con la regla de la mano derecha. Para un solenoide se puede usar la expresión anterior multiplicándola por el número de vueltas esto de acuerdo al principio de superposición.
b) Vector de inducción magnética creadopor un solenoide en su eje.
El vector de inducción magnética en un punto cualquiera de su eje de un solenoide recto de sección circular de radio R y longitud L formado por un devanado apilado de “N” vueltas (espiras) por unidad de longitud NL= N/L y por el que circula una corriente de intensidad I se obtiene usando el principio de superposición a partir de la espira simple, la expresión seobtiene sustituyendo z por z’ e integrando la longitud z’ a lo largo de la longitud total del solenoide desde – L/2 hasta L/2 obteniéndose la expresión:
B = μ0IL2L [z+L/2R2+ (z+L/2)2 – z-L/2R2+(z-L/2)2] uz
De la expresión (3) se puede deducir que el vector de inducción magnética es máximo en el centro del solenoide. Por otro lado si este es lo suficientemente largo (la razón R/L es muy pequeña y porlo tanto B no varía apreciablemente dentro del solenoide y cerca de su centro aunque si lo hace rápidamente cuando nos acercamos a sus extremos y salimos de él.

Figura 2. Un solenoide de “n” vueltas de longitud L, por el que circula una corriente I.

Fuerza de Lorentz
Una partícula cargada (una carga puntual) que se mueve con velocidad v en el seno de un campo magnético de inducción...