Solenoides


Abstract- In this article we want to show how it could be found the magnitude of a magnetic field that is generated on a solenoid through the use of a balance. Besides this, we will analyze different forces of the nature, and we will be capable of explain and identify the different characteristics of each force without the need of being in direct contact with them-

Palabras clave: Campomagnético, fuerza magnética, corriente eléctrica, espira, bobina solenoide.


INTRODUCCION
En la naturaleza siempre estarán presentes los fenómenos magnéticos, y a su vez estos fenómenos están estrechamente ligados a los fenómenos eléctricos, el estudio de estos es el fin del electromagnetismo. Un ejemplo de un campo magnético creado alrededor de un conductor el cuál transporta corriente eléctrica, esel campo creado a través de una bobina solenoide. Para este tipo de estructuras el campo es concentrado en la parte central de la bobina y dependiendo de la dirección de la corriente, se puede conocer la orientación del campo magnético. En la práctica realizada en el laboratorio se pretendía identificar el campo magnético que se crea a través de la bobina solenoide, para esto nos basamos en eluso de una balanza de corriente.
I. Marco teórico.
a) Solenoide:
Es una bobina larga que está formada por un alambre conductor el cual genera un campo magnético uniforme bastante parecido al que se genera en un imán de barra consistente. Entre más vueltas del alambre tenga la bobina, el campo eléctrico será mayor y estará concentrado en el interior de la bobina. [1]
Por medio de la relación entre lacorriente que pasa a través del alambre y el número de vueltas del solenoide se puede encontrar la magnitud del campo magnético (B) en el solenoide:

Figura 1: Bobina Solenoide. Tomado de [1].
b) Campo magnético (B):
El campo magnético es la magnitud vectorial utilizada para describir la influencia magnética producida por una o varias cargas en movimiento (corriente eléctrica) o por lainfluencia de los materiales magnéticos. [2]
En el Sistema Internacional (SI) su unidad es el Tesla (T), aunque por la magnitud expresada es muy común encontrar la unidad del Gauss (G); donde 1T=10 000G. [2]

Figura 2: Ecuación de campo magnético.
c) Fuerza magnética:
Cuando una corriente circula por un conductor en presencia de un campo magnético, éste experimenta una fuerza magnética por el hecho detener cargas en movimiento. La fuerza magnética (Fm) para una carga puntual en movimiento está definida por: [3]

Figura 3: Ecuación de Fuerza Magnética.
II. Procedimiento.
Durante la práctica se armaron dos circuitos independientes entre sí, uno conecta la bobina solenoid y el otro conecta la espira conductor. Cada uno de estos elementos es conectado a un amperímetro analógico y a un reóstato(resistencia variable), así se puede controlar la cantidad de corriente que circula a través del circuito (figura 1).

Figura 2: Esquema del circuito de la bobina y la cinta.
En el montaje final, la cinta es ubicada dentro de la bobina solenoide para que gracias al campo magnético exista una fuerza magnética entre ambos (bobina y campo magnético), y así pueda ser contrarrestada por la balanza de laespira.

Figura 3: Montaje final.
Al hacer circular la corriente por los circuitos que se han descrito, la balanza de la espira sube gracias a la fuerza magnética. Para obtener equilibrio en la balanza de la espira usamos hilos delgados y así contrarrestar la fuerza magnética. El peso del hilo nos permite conocer la magnitud de la fuerza que se experimenta en la situación descrita.
El hiloutilizado posee una densidad constante de 30mg/m. Durante la práctica se varía la corriente tanto de la bobina como de la espira.
III. Resultados.
Para poder tener evidencia del experimento y con el fin de analizar estos datos obtenidos, se mostrarán las tablas correspondientes a la medición en el laboratorio, y a los calculos necesarios para su respective análisis.
Para el experimento se utilizaron...