determinacion del campo magnetico en bobinas

DETERMINACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO EN BOBINAS
Rebeca Maya Nicholls
Maria Alejandra Tangarife Zapata
Mike Vásquez Vásquez
Ingeniería Química. Universidad Pontificia Bolivariana.


RESUMEN

Se presentan dos métodos para medir el campo magnético al interior de diversas bobinas; un método directo, para medir el campo en el centro de una bobina circular, por medio de un teslámetro y unoindirecto, para medir el campo generado por una bobina cuadrada delgada, implementando una brújula y tomando como base el valor del campo magnético terrestre para la ciudad de Medellín. Tras obtener los respectivos valores de los campos magnéticos, se presentan las relaciones entre la intensidad de dichos campos y el número de espiras de las bobinas.

Palabras clave: campo magnético, bobina,corriente eléctrica, brújula, deflexión.


1. INTRODUCCIÓN

Además de contener un campo eléctrico, el espacio que rodea a cualquier carga en movimiento, también contiene un campo magnético, por su parte, cualquier sustancia magnética que forma parte de un imán permanente, está rodeada de un campo magnético. 1 En particular, en el interior de una bobina se produce un campo magnético consideradouniforme.

Experimentalmente, se miden las intensidades de campos magnéticos en solenoides, de manera directa e indirecta. Mediante un teslámetro se mide el campo magnético en el centro de una bobina circular; se realiza el ajuste del punto cero para ubicar la sonda del teslámetro, eligiendo el rango de medición más sensible, se aplica una corriente eléctrica al circuito y se realizan lasrespectivas mediciones, variando esta última para determinar la relación entre intensidad de corriente e intensidad de campo magnético.

Implementando una brújula, se mide, de manera indirecta, el campo magnético en el centro de una bobina cuadrada. El circuito se conecta a una resistencia (reóstato), se aplica una corriente eléctrica y la aguja imantada de la brújula, ubicada inicialmente paralela allado superior de la bobina, señalando el norte geográfico, se deflecta un ángulo por la presencia del nuevo campo magnético, originando un campo resultante de la suma del campo magnético terrestre y del campo magnético producido por la bobina. Al variar la corriente, este último se calcula mediante un modelo de cálculo; una vez encontrar dicho valor, se calcula la permeabilidad magnética delespacio libre.


2. CAMPO MAGNÉTICO DE SOLENOIDEs

Un solenoide o bobina es un alambre largo enrollado en forma de hélice (conjunto de espiras); dicha configuración, produce un campo magnético uniforme en su interior cuando éste lleva una corriente eléctrica. Existen bobinas con espiras circulares, cuadradas, toroidales, entre otras2.

2.1. Una brújula es un instrumento de orientacióncuyo principio de funcionamiento consiste en una aguja imantada que indica la dirección del campo magnético terrestre3. En presencia de otro campo magnético, la aguja imantada se deflecta un ángulo , originando un campo magnético resultante de la suma de los dos campos incidentes, como se muestra en la figura:


Figura 2. Angulo de deflexión de una brújula alineada inicialmente con el campomagnético terrestre.

Trigonométricamente se sabe que:
(1)
Donde:
Bb: campo magnético de la bobina.
Bt: campo magnético terrestre. Su valor para Medellín es de 0,3X10-4T
: ángulo de deflexión de la brújula.
Al despejar de (1):(2)

2.2. Una bobina cuadrada es aquella en la que las espiras se encuentran formando un cuadrado; se modela como una composición de cuatro alambres. Por el principio de superposición:
(3)
Donde P es el punto donde se quiere...