medicion del campo magnetico

No

7
DEPARTAMENTO DE
FISICA Y GEOLOGIA

LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO

MEDICION DEL CAMPO MAGNETICO EN UN
SOLENOIDE

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS

Objetivos
Medir el campo magnético producido en el interior de un solenoide por una corriente continua a través de
la fuerza magnética sobre una espira que conduce una corriente.

Materiales
Equiporequerido

Cantidad

Fuentes de Voltaje (10A)
Solenoide (N = 118 espiras, L = 15cm)
Espira rectangular
Reóstato de 5Ω y 100W

Observaciones

2
1
1
1

Marco teórico y Cuestionario
CAMPOS MAGNETICOS

Figura 7.1. Montaje Experimental
Calculo del campo magnético del solenoide. Un solenoide es un alambre largo enrollado en la forma
de una hélice. Con esta configuración es posible producirun campo magnético razonablemente uniforme
en el espacio rodeado por las vueltas del alambre. Cuando las vueltas están muy próximas entre si, cada
una puede considerarse como una vuelta circular, y el campo magnético neto es el vector suma de los
campos debido a todas las vueltas. Un solenoide ideal es aquel cuando el espacio entre las vueltas es
muy pequeño y la longitud es grande encomparación con el radio. En este caso, el campo fuera del
solenoide es débil comparado con el campo dentro y el campo ahí es uniforme en un gran volumen. La
expresión para calcular la magnitud del campo magnético dentro de un solenoide ideal, con espacio
vació entre las bobinas es:

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LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO

MEDICION DEL CAMPO MAGNETICO EN UN

B=

μ o NI b

(7.1)

Ldonde,
N : Numero de vueltas de solenoide
L: Longitud del solenoide
Ib: Corriente que circula por el solenoide (Bobina)
μo: Permeabilidad del espacio libre (constante)
La dirección del campo dentro del solenoide esta dado por la regla de la mano derecha, según la ley de
Biot – Savart.
Fuerza magnética sobre la espira. Cuando una partícula cargada aislada se mueve a través de un
campomagnético, sobre ella se ejerce una fuerza magnética. No debe sorprender entonces, que un
alambre que conduce una corriente experimente también una fuerza cuando se pone en un campo
magnético. Esto es el resultado de que la corriente representa una colección de muchas partículas
cargadas en movimiento; por tanto, la fuerza resultante sobre el alambre se debe a la suma de las
fuerzas individualesejercidas sobre las partículas cargadas.
La expresión para calcular la fuerza magnética F sobre un alambre recto en un campo magnético
uniforme B, esta dado por la expresión:
→

→

→

F =ILX B

(7.2)
donde L es un vector de magnitud igual a la longitud del alambre y dirección igual a la dirección de la
corriente I que conduce el alambre.
Cuando se cierra el interruptor (ver figura 1), labalanza se desequilibra debido a la fuerza magnética
sobre la espira . La magnitud de esta fuerza se puede calcular con la expresión (7.2), resultando:

Fm = I e dB

(7.3)

Donde d es el ancho de la espira , Ie la corriente en la espira y B el campo magnético dentro de la
bobina.
Calculo experimental del campo magnético dentro de la bobina.
De la expresión (7.3) se puede calcular el campoB dentro de la espira si conocemos la fuerza Fm .
Después que la balanza se ha desequilibrado debido a la fuerza magnética, colocamos un cuerpo de
peso conocido W en el otro extremo de la balanza de tal forma que logre equilibrar la fuerza magnética.
Entonces, podemos calcular la magnitud del campo magnético con la siguiente expresión:

B=

W
Ied

(7.4)

Cuestionario
1. Calcular elcampo magnético sobre el eje de un solenoide y llegar a la expresión (1).Utilizar la ley de
Ampere.
2. Demostrar la expresión (7.3) y (7.4) realizando los esquemas necesarios para las corrientes, el campo
y la fuerza resultante.
3. Consultar sobre el campo magnético producido por un alambre recto que conduce una corriente.
4. Calcular la fuerza magnética entre dos conductores.
5. Investigar...