laboratorio fundamentos de electricidad y magnetismo

Campo magnético de una bobina solenoide

Laura Lorena Lugo, Código 223569
Pierre Medina Wintaco, Código 223544
Francisco Bernal, Código 245077
Enrique Roa, Código 245287
Estudiantes, Universidad Nacional de Colombia
lllugol@unal.edu.co
pamedinaw@unal.edu.co
jfbernald@unal.edu.co
eroaf@unal.edu.co


Resumen-- En este informe se relata los resultados obtenidos en la practica demedición del campo magnético de una bobina solenoide, para esta practica se tuvo que determinar el campo magnético en el centro de una bobina solenoide en función de la corriente que fluye por ella, de igual manera se obtuvo la fuerza que un campo magnético ejerce sobre un conductor por el cual hay una corriente, teniendo en cuenta el procedimiento expuesto en la guía de laboratorio.


I. INTRODUCCIÓNCuando una barra magnetizada o un cable que transporta corriente, es posible que influya en otros materiales magnéticos sin tener contacto físico dado que estos objetos producen un campo magnético. Los campos magnéticos suelen representarse mediante líneas de campo magnético o líneas de fuerza. En cualquier punto P, la dirección del campo magnético es igual a la dirección de las líneas defuerza, y la intensidad del campo es inversamente proporcional al espacio entre las líneas. En el caso de una barra imantada, las líneas de fuerza salen de un extremo y se curvan para llegar al otro extremo; estas líneas pueden considerarse como bucles cerrados, con una parte del bucle dentro del imán y otra fuera. En los extremos del imán, donde las líneas de fuerza están más próximas, el campomagnético es más intenso; en los lados del imán, donde las líneas de fuerza están más separadas, el campo magnético es más débil. Sobre un conductor por el que circula una corriente eléctrica y que se encuentre dentro de un campo magnético también aparece una fuerza magnética.
Un solenoide es un alambre largo enrollado en forma de una hélice. Cuando las vueltas están muy cerca entre sí, se puedeconsiderar como una vuelta circular y el campo magnético total será la suma de los campos debido al total de vueltas. La figura muestra las líneas de campo para un solenoide de espiras separadas, se puede observar que las líneas de campo magnético en el espacio rodeado por las bobina son casi paralelas y distribuidas en forma uniforme y muy cercanas entre sí, esto hace que el campo en esaregión sea uniforme. En cambio las líneas de campo entre las vueltas tienden a anularse unas con otras, además, se puede observar que en el exterior el campo es débil.


Ilustración 1. Estructura solenoide

Toda carga eléctrica genera un campo eléctrico en los alrededores. Si esa carga está en movimiento en esa región del espacio aparece un campo magnético, además del campo eléctrico. Tambiénexiste un campo eléctrico alrededor de cualquier partícula magnética. Con el fin de describir un campo vectorial, tal como es el campo magnético, se debe describir su magnitud o intensidad, y su dirección y sentido
F =qvβ

Si en vez de una carga eléctrica puntual se tiene una corriente eléctrica i circulando por un conductor, el conductor experimenta una fuerza magnética cuando se pone en uncampo magnético. Como una corriente eléctrica puede pensarse como una colección de cargas circulantes muy cerca unas de otras, la expresión del módulo de la fuerza magnética puede escribirse:
dF = dq v β sin(α)
Como v = dx/dt , reemplazando en la fórmula se obtiene:
dF = dq dxdt β sin(α)
Considerando que i= dq/dt  se obtiene:
dF = i dx β sin(α)
El valor de la fuerza se halla integrando laexpresión. El caso más sencillo es el de un conductor recto perpendicular al campo magnético.
F = i L β sin(α)
F = i L β


II. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Lo primero que se debe hacer es armar el circuito, que se puede ver en la ilustración 2. En el que se puede observar que un circuito es para energizar la bobina y el otro para energizar la espira, posteriormente sin conectar la fuente de...