Práctica Nº3 Propiedades Mágneticas Caracterización Magnéticas De Algunos Materiales

OBJETIVO

El alumno:
1.- Aprenderá a utilizar el teslámetro para la medición de la intensidad de un campo magnético.
2.-Con base en los datos experimentales, clasificará a los elementos empleados como diamagnéticos, paramagnéticos o ferromagnéticos.
3.- Comparará la clasificación experimental de los elementos con la predicha a partir de su configuración electrónica.

INTRODUCCIÓN

Laspropiedades magnéticas de una sustancia pueden revelar información importante acerca de su distribución electrónica. Aunque un electrón, en un átomo, se comporta como un pequeño imán, las interacciones magnéticas de dos electrones en un mismo orbital y con espín opuesto se cancelan mutuamente. Un átomo que posee sólo electrones apareados no tiene magnetismo neto de espín. Sin embargo, un átomo endonde existen electrones desapareados sí exhibirá un magnetismo neto de espín.

Una sustancia paramagnética es aquella que sufre una atracción débil por parte de un campo magnético y esta atracción resulta del hecho de que la sustancia posee electrones desapareados. El fuerte magnetismo permanente que se observa en objetos de hierro se conoce como ferromagnetismo,y se debe al alineamientocooperativo de los espines electrónicos de gran cantidad de átomos de hierro.

El vapor de sodio constituye un ejemplo de una sustancia paramagnética, como lo indica su configuración electrónica. 11 Na: [Ne] 3s1

Una sustancia diamagnética es aquella a la que un campo magnético repele débilmente. Esta propiedad indica que la sustancia posee solamente electrones apareados, por ejemplo, el mercurioes una sustancia diamagnética que posee la configuración electrónica siguiente: 80Hg: [Xe] 4f14 5s10 6s2

Cuando un material magnético se coloca en un campo magnético constante, el material se magnetiza. Para determinar el grado de magnetización de un material se utiliza el concepto de relativa, km, que se define como:
Km= μ_N/μ_o

donde μ_Nes la permeabilidad magnética del material y μ_oes la permeabilidad magnética del vacío (su valor puede encontrarse en la literatura). Para calcular la permeabilidad magnética de los diferentes materiales que harán las veces de núcleo del solenoide, se emplea la expresión siguiente:

B= (μ ∙N ∙I)/2l
donde:
B = Campo magnético.
μ = Permeabilidad magnética del núcleo del solenoide.
N = Número de espiras del conductor.
I = Corriente quepasa a través del conductor.
l= Longitud del conductor.

Puesto que el número de espiras del conductor y la longitud del solenoide son constantes, se puede determinar la permeabilidad magnética del núcleo (μ), variando la corriente (I) y determinando directamente con el teslámetro la magnitud del campo magnético generado (B).

HIPÓTESIS
Nuestros núcleos son de diferentes materiales por lo quesus propiedades son completamente diferentes y por lo tanto no tendremos ningún dato idéntico.

Tenemos materiales ferromagneticos y paramagneticos por lo que deducimos que estos seran muy diferentes sus campos y el valor de la intensidad afectara de diferente manera a cada material.

EQUIPO Y MATERIAL

a) Un solenoide (800 vueltas del conductor, l =14 [cm]).
b) Tres núcleos (aluminio,hierro y cobre).
c) Un teslámetro con punta axial.
d) Una fuente de poder (PASCO 0-10 [V], 14 [A], CD).
e) Dos cables de conexión banana-banana.

DESARROLLO

ACTIVIDAD 1.

El profesor verificará que los alumnos posean los conocimientos teóricos necesarios para la realización de la práctica y dará las recomendaciones necesarias para el uso del equipo.

ACTIVIDAD 2.
CALIBRACIÓN Y PUESTA APUNTO DEL TESLÁMETRO.

El primer paso para el uso del teslámetro es la calibración del mismo, la cual comprende los puntos siguientes:

Ajuste del cero mecánico

1. Compruebe que el botón de encendido esté en OFF.
2. Asegúrese de que las dos perillas NULL y CAL estén a medio giro.
3. Cerciórese de que ningún botón blanco esté oprimido.
4. Conecte la punta al teslámetro introduciendo...