Fisica
Páginas: 8 (1928 palabras)
Publicado: 16 de septiembre de 2012
BRUJULA DE TANGENTES
Juan Andrés Giraldo 1126229, Lizeth Andrea Santillana 1126920, Juan Carlos Oramas 1127362, Oscar Iván torres, Vanessa Calderón.
Tecnología Química (Nocturna), Facultad de Ciencias, Universidad del Valle, Cali.
Junio 12 2012
Resumen
Mediante la experimentación física, se determinó un valor promedio del campo magnético de la tierra a partir de perturbación de unmodelo instrumental útil para la orientación de los polos terrestres (solenoide con corriente eléctrica que contiene una brújula con ángulos discretos). El análisis de los datos experimentales de corriente y ángulo de barrido, permitieron cuantizar el valor del campo magnético terrestre.
Al aplicar una corriente eléctrica a un solenoide que en su interior alberga una brújula, el campo magnéticogenerado por la corriente eléctrica interfiere en la orientación de la brújula observándose que el barrido del ángulo en la orientación de la aguja es directamente proporcional al aumento de la corriente.
El campo magnético hallado fue de 2.94 x 10-5 ± 2.99 x 10-6 T.
1. Introducción
El origen del campo magnético es consecuencia de la existencia de un núcleo metálico en el interior de la tierraformado por níquel y hierro (Ni Fe). Desde muy antiguo, los chinos conocían la brújula. Una prueba indirecta de este hecho es la expedición que durante el siglo XIV realizó un almirante chino a África: sin brújula la expedición hubiera sido imposible. Se sabe que una aguja imantada que puede girar libremente alrededor de un eje vertical que pasa por el centro, presenta la notable propiedad de orientarse en una dirección que es, aproximadamente, la del norte geográfico, en este hemisferio. El comportamiento de esta aguja o brújula evidencia la existencia de un campo magnético terrestre BT de manera que la tierra se comporta como un imán gigantesco.
El campo magnético es un efecto del movimiento de cargas a través de un conductor. En nuestro sistema el conductor es una bobina, y el campoestá dirigido a lo largo de la bobina. La magnitud del campo está dada por la ecuación 1:
B=μ0NI2a [Ecuación 1]
En el cual μ0 es la permeabilidad en el vacio cuyo valor es 4π x 10-7 N/A2, N es la cantidad de espiras de la bobina, I la corriente en Amperios y a: el radio de la bobina.
Cuando no circule corriente por las espiras, el magnetómetro se orientará de acuerdo a la direcciónde la componente horizontal de vector inducción terrestre Bt. Cuando sucede lo contrario, la corriente que circula genera un campo magnético cuyo vector inducción es perpendicular al plano de las espiras.
El magnetómetro gira un cierto ángulo ubicándose en la dirección del vector inducción resultante.
En el circuito se pueden observar, dos vectores inducción: el vector inducción de laTierra, y el vector inducción del campo magnético del plano de las espiras. El vector inducción de la Tierra se encuentra paralelo al plano de las espiras, y el vector del cuadro de las espiras se encuentra perpendicular al plano.
En la figura 1 se observa el vector resultante de los vectores campo magnético que actúan conjuntamente:
Figura 1: Esquema de los vectores campo magnético.
La sumade los vectores inducción resultantes del campo magnético de la bobina y del campo magnético terrestre (Bt y B) da como resultado un nuevo vector inducción que coincide con el ángulo que forma la aguja.
Br= B+Bt// [Ecuación 2.]
Es posible estudiar trigonométricamente las relaciones entre la intensidad de la corriente, el número de vueltas y la tangente del ángulo formado.Matemáticamente, la siguiente expresión:
Tanθ=BBt//=μ0N2aBt//I [Ecuación 3]
Tanθ=μ02a=1Bt//NI [Ecuación 4]
La tangente del ángulo girado es directamente proporcional al valor del vector inducción creado por la bobina. Matemáticamente, la tangente del ángulo girado por el magnetómetro aumenta, cuando el campo b se incrementa, conformándose así una relación lineal. Desde el punto de vista...
Juan Andrés Giraldo 1126229, Lizeth Andrea Santillana 1126920, Juan Carlos Oramas 1127362, Oscar Iván torres, Vanessa Calderón.
Tecnología Química (Nocturna), Facultad de Ciencias, Universidad del Valle, Cali.
Junio 12 2012
Resumen
Mediante la experimentación física, se determinó un valor promedio del campo magnético de la tierra a partir de perturbación de unmodelo instrumental útil para la orientación de los polos terrestres (solenoide con corriente eléctrica que contiene una brújula con ángulos discretos). El análisis de los datos experimentales de corriente y ángulo de barrido, permitieron cuantizar el valor del campo magnético terrestre.
Al aplicar una corriente eléctrica a un solenoide que en su interior alberga una brújula, el campo magnéticogenerado por la corriente eléctrica interfiere en la orientación de la brújula observándose que el barrido del ángulo en la orientación de la aguja es directamente proporcional al aumento de la corriente.
El campo magnético hallado fue de 2.94 x 10-5 ± 2.99 x 10-6 T.
1. Introducción
El origen del campo magnético es consecuencia de la existencia de un núcleo metálico en el interior de la tierraformado por níquel y hierro (Ni Fe). Desde muy antiguo, los chinos conocían la brújula. Una prueba indirecta de este hecho es la expedición que durante el siglo XIV realizó un almirante chino a África: sin brújula la expedición hubiera sido imposible. Se sabe que una aguja imantada que puede girar libremente alrededor de un eje vertical que pasa por el centro, presenta la notable propiedad de orientarse en una dirección que es, aproximadamente, la del norte geográfico, en este hemisferio. El comportamiento de esta aguja o brújula evidencia la existencia de un campo magnético terrestre BT de manera que la tierra se comporta como un imán gigantesco.
El campo magnético es un efecto del movimiento de cargas a través de un conductor. En nuestro sistema el conductor es una bobina, y el campoestá dirigido a lo largo de la bobina. La magnitud del campo está dada por la ecuación 1:
B=μ0NI2a [Ecuación 1]
En el cual μ0 es la permeabilidad en el vacio cuyo valor es 4π x 10-7 N/A2, N es la cantidad de espiras de la bobina, I la corriente en Amperios y a: el radio de la bobina.
Cuando no circule corriente por las espiras, el magnetómetro se orientará de acuerdo a la direcciónde la componente horizontal de vector inducción terrestre Bt. Cuando sucede lo contrario, la corriente que circula genera un campo magnético cuyo vector inducción es perpendicular al plano de las espiras.
El magnetómetro gira un cierto ángulo ubicándose en la dirección del vector inducción resultante.
En el circuito se pueden observar, dos vectores inducción: el vector inducción de laTierra, y el vector inducción del campo magnético del plano de las espiras. El vector inducción de la Tierra se encuentra paralelo al plano de las espiras, y el vector del cuadro de las espiras se encuentra perpendicular al plano.
En la figura 1 se observa el vector resultante de los vectores campo magnético que actúan conjuntamente:
Figura 1: Esquema de los vectores campo magnético.
La sumade los vectores inducción resultantes del campo magnético de la bobina y del campo magnético terrestre (Bt y B) da como resultado un nuevo vector inducción que coincide con el ángulo que forma la aguja.
Br= B+Bt// [Ecuación 2.]
Es posible estudiar trigonométricamente las relaciones entre la intensidad de la corriente, el número de vueltas y la tangente del ángulo formado.Matemáticamente, la siguiente expresión:
Tanθ=BBt//=μ0N2aBt//I [Ecuación 3]
Tanθ=μ02a=1Bt//NI [Ecuación 4]
La tangente del ángulo girado es directamente proporcional al valor del vector inducción creado por la bobina. Matemáticamente, la tangente del ángulo girado por el magnetómetro aumenta, cuando el campo b se incrementa, conformándose así una relación lineal. Desde el punto de vista...
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