Ensayos

Campo Magnético no Variable

Roland Kremer Morales/ Rol: 2904630-1 / rkremer.m@gmail.com
Guillermo Catalán Carvacho/ Rol: 2904501-1 / guillermo7_@hotmail.com

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RESULTADOS

La primera parte de la experiencia consistió en medir el campo magnético producido en el centro de un solenoide al ir variando la corriente del circuito. Luego de quincemediciones realizadas (tabla 1 apéndice), se graficó el campo magnético en función de la intensidad de corriente, obteniendo el siguiente resultado:

Grafico (1): Campo magnético en Tesla, en función de la intensidad de corriente en Amperes.
El software Microsoft Excel entregó la siguiente ecuación empírica:
BI=5,45×10-4I+1,64×10-6
La pendiente teórica es igual a 5,81×10-4, por lo cual seobtiene un error porcentual de 6,20%.
La segunda parte de la experiencia consistió en fijar una corriente y medir el campo producido en el centro de un solenoide al ir variando la densidad de espiras. Luego de quince mediciones (tabla 2 apéndice), se graficó el campo magnético en función de la densidad de espiras, obteniendo el siguiente resultado:

Grafico (2): Campo magnético en Tesla, enfunción de la densidad de espiras.
El software Microsoft Excel entregó la siguiente ecuación empírica:
Bn=3,55×10-6n-4,69×10-5
La pendiente teórica es igual a 3,76×10-6, por lo cual se obtiene un error porcentual de 5,30%.
En la tercera parte de la experiencia se juntó los datos obtenidos en la primera y segunda parte de la experiencia.
En la tabla de datos se agregó una nueva columnacorrespondiente al producto entre la densidad de espiras y la corriente (tabla 3 apéndice) y se gráfico el campo magnético en función de esta nueva columna. El gráfico obtenido fue el siguiente:

Grafico (3): Campo magnético en Tesla, en función del producto entre la densidad de espiras y la intensidad de corriente.
El software Microsoft Excel entregó la siguiente ecuación empírica: (k=n*i)Bk=1,20×10-6k-4,18×10-5
La pendiente teórica es igual a 1,25×10-6, por lo cual se obtiene un error porcentual de 4,45%.
La cuarta parte de la experiencia consistió en desplazar la sonda a través de todo el eje del solenoide tomando mediciones del campo magnético en función de la posición relativa (tabla 4 apéndice).
Después de treinta mediciones realizadas se graficaron las variables obteniendo el siguienteresultado:
Grafico (3): Campo magnético en Tesla, en función de la posición relativa de la sonda, en metros.
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DISCUSIÓN Y ANÁLISIS

A partir de lo observado en la experiencia, más las ecuaciones empíricas y constantes encontradas, se pretende comprender y verificar la Ley de Ampere, el campo y los conceptos relacionados a un campo magnético novariable.
En la primera parte de la experiencia se estudió la relación entre la corriente aplicada al solenoide y el campo que este produce manteniendo constante la densidad de espiras. Haciendo uso de dos voltímetros se registró, tanto la corriente, como el voltaje presentes en el circuito. Para obtener el campo magnético, se transformó el voltaje a Tesla utilizando la ecuación entregada por elfabricante de la sonda:
50mT=5[V]
Posteriormente se graficó el campo magnético en función de la intensidad de corriente, obteniendo la siguiente ecuación empírica:
BI=5,45×10-4I+1,64×10-6
La ecuación encontrada se comprara con la ecuación teórica, es decir, se compara con la ecuación de la Ley de Ampere:
B=Iμ0n
Se aprecia que la pendiente de la ecuación empírica corresponde al productoentre la permeabilidad del vacío y la densidad lineal de espiras del solenoide. La permeabilidad del vacío es:
μ0=1,25×10-6[mkgC-2]
Y la densidad lineal para un número de 29 espiras y una longitud de 0,258[m], es de n=465,11; por lo tanto la pendiente teórica es mteo.=5,81*10-4 y la pendiente experimental presenta un error porcentual de 6,20%.
Del gráfico se observa una relación de tipo...