Sonda hall

1. Resumen Mediante el experimento se pretende determinar la componente horizontal del campo magnético terrestre en la ciudad de Cali mediante la variación de la corriente que circula por la boina y midiendo la deformación sufrida por la aguja de la brújula, obteniendo la siguiente relación: tan ������ = ������0 ������������ 2������������������ℎ

Ecuación 1

Figura 1. Bosquejo delfuncionamiento experimental

2. Introducción La ciudad de Cali esta ubica al sur occidente da Colombia, sobre la costa pacífica, el campo magnético terrestre no es equivalente a un dipolo magnético donde el polo sur magnético aproxima al norte geográfico, y el polo norte magnético al sur geográfico, sino que presenta otro tipo especial de magnetismo. Es un fenómeno natural, originado por los movimientos demetales líquidos en el núcleo del planeta. Una brújula no apunta en la dirección Sur– Norte por tratarse de una aguja imantada inmensa en el campo magnético terrestre, desde este punto de vista la tierra se comporta como un imán gigantesco y tiene polos magnéticos que en la actualidad no coinciden con los polos geográficos.

3. Marco Teórico Existe un campo magnético terrestre ������������cuyas líneas de campo corresponden a las de un gigantesco imán con sus polos Norte y Sur, que atraviesan la superficie terrestre. La línea de campo magnético terrestre que atraviesa la superficie terrestre en la ciudad de Cali la podemos descomponer con respecto a la superficie terrestre en una componente vertical ������������������ ó perpendicular a la superficie, y una componente horizontal������������ℎ ó paralela a la superficie. Una brújula que se soporta de un pivote se orientará indicando la dirección Norte ó Sur de la componente horizontal del campo magnético terrestre ������������ℎ . La magnitud del campo magnético creado en el centro de una bobina de radio a y N espiras por donde circula una corriente I está dado por la expresión:

������������ ������ = 0 =

������0 ������������ 2������Ecuación 2

Siendo ������0 la permeabilidad magnética del vacío, cuyo valor en unidades −7 fundamentales es 4������ x 10 N/������2 . La dirección del campo magnético va a lo largo del eje de la bobina para cualquier punto sobre el eje, en un sentido que sigue la regla de la mano derecha.

La brújula se orientará siguiendo la línea del campo magnético resultante. El ángulo ������ depende del número deespiras N, radio a y corriente I que circula por la bobina. 4. Datos En las siguientes tablas se muestran los resultados obtenidos para cada montaje experimental, donde N son el número de vueltas y ������ el ángulo de giro de la aguja; para todos los montajes se manejo un mismo diámetro de 0,2 metros.
N= 5 vueltas I (A) ������ (°) 0,07 10 0,09 12 0,15 14 0,18 21 0,2 25 0,25 30 0,32 37 0,46 440,62 54 0,76 58
Tabla 1: primer montaje.

Figura 2. Direcciones relativas del campo magnético terrestre y el generado por la bobina

En la figura 2 esquematizamos la componente horizontal del campo magnético terrestre (������������ℎ ) , el campo creado por la bobina ������������ , y la suma vectorial,������������ , de los dos campos, orientados de tal forma que son mutuamente perpendiculares.Si el plano de la bobina se orienta de tal forma que la línea de campo ������������ sea perpendicular a la componente horizontal del campo magnético terrestre ������������ℎ , entonces cuando circula una corriente por la bobina el campo magnético neto en el centro de la bobina, figura 2, esta dado por: ������������ = ������������ + ������������ℎ Así que: tan ������ =
������������ ������������ℎEcuación 3

N= 10 vueltas I (A) ������ (°) 0,05 12 0,1 20 0,12 26 0,14 28 0,17 33 0,23 40 0,33 50 0,35 57 0,65 70 0,76 75
Tabla 2: segundo montaje.

=

������0 ������������ 2������������������ℎ
Ecuación 4

N= 10 vueltas I (A) ������ (°) 0,05 21 0,06 26 0,08 30 0,1 35 0,12 39 0,19 50 0,28 61 0,33 64 0,48 73 0,76 82
Tabla 3: Tercer montaje.

Las pendientes de las...