Torque magnetico

Universidad EAFIT
Escuela de Ingeniería
Física 2

Práctica de Laboratorio
TORQUE MAGNÉTICO
Presentado a
Profesor Roberto Lorduy

Elaborado por
Miguel Castaño Vanegas, 200920007014
Camilo González Rayo, 200920025014
Adrián Bentham Arce, 200710081014
Juan Sebastián Rodríguez, 200920008014

Mesa # 3

Septiembre de 2010

OBJETIVOS
* Calcular el torque que se produce en unaespira con corriente ubicada en un campo magnético y hacer el análisis de todos sus parámetros.

* Percibir la presencia de un campo magnético en el interior de la bobina

MARCO TEORICO

TORQUE MAGNETICO
En física, el momento magnético de un elemento puntual es un vector que, en presencia de un campo magnético (inherentemente vectorial), se relaciona con el momento de fuerza dealineación de ambos vectores en el punto en el que se sitúa el elemento. El campo magnético es el B, denominado inducción magnética o densidad de flujo magnético.
La relación es:

Donde es el momento de fuerza, es el momento dipolar magnético, y es el campo magnético. El alineamiento del momento dipolar magnético con el campo crea una diferencia en la energía potencial U:

Uno de los ejemplos mássimples de momento dipolar magnético es el de una espira conductora de la electricidad, con intensidad I y área A, para el cual la magnitud es:

Toque Magnético
Formulas
Torque Teórico: = N X i X A X B
Torque Real: = F x d
Campo magnético:
I = Bobina
i = Espira
Datos obtenidos Primer Paso
1. Ajustar la corriente (de las bobinas de Helmholtz) a 2 amperios, con ayuda de unabrújula notar la presencia de un campo magnético en el interior de la bobina. Con los parámetros fijados y con la expresión de Helmholtz calcular la intensidad de campo magnético.

1. I=i, se ponen con el mismo valor de la corriente.

N= 154 , ,

Obtención de B:

B = 1,38 x10-3 T
2. Encender y ajustar la fuente para que circule una corriente por la bobina de prueba de 0.5amperios.
Torque teórico: teórico = 3 x 0,5 x0,011 x 1, 38 x 10-3
teórico = 2,277 x 10-5
3. Vuelva a equilibrar la balanza y mida este desplazamiento; esto es, la fuerza aplicada en el brazo del dinamómetro, , , Donde F es la lectura del dinamómetro.
Torque real: real= 4x10-4 x 0,11
real = 4,4 x 10-5
4. Repita los pasos anteriorescon corrientes de 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0 Amperios.

Corriente (A) | Fuerza (mN) (N) | exp(J) | teorico(J) | B(T) |
0,5 | 0,1 0,0001 | 0,000044 | 0,0000227 | 0,00138 |
1,0 | 0,5 0,0005 | 0,000045 | 0,000055 | 0,00138 |
1,5 | 0,6 0,0006 | 0,000068 | 0,000066 | 0,00138 |
2,0 | 0,9 0,0009 | 0,000091 | 0,000099 | 0,00138 |2,5 | 1,05 0,00105 | 0,000113 | 0,0001155 | 0,00138 |
3,0 | 1,25 0,00125 | 0,000136 | 0,000175 | 0,00138 |

Torque Vs Corriente i (ver gráfica)

Pendiente (donde ab es el área de la espira, sen 90 = 1,
B es el campo magnético, N = numero de espiras) esta pendiente equivale al flujo magnético.

Porcentaje de Error

= N x I x A x B sen 90
M = N x A x B
4 x 10 -5= 3x 0,011 x B
1,21x10 -3 = B real
1,30 x10 -3 = B teórico

%E = Bexp-BteoricoBteoricox 100

% E = 12, 3 %

Datos obtenidos Segundo Paso

Fijar la corriente = 2 amperios
Apague las fuentes y ajuste la balanza a su posición de cero.
2. Variar la corriente en 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0 amperios y en cada una medir el torque.

I Corriente (A) | Fuerza (mN) (N) | exp(J)| teorico(J) | B (T) |
0,5 | 0,1 0,0001 | 0,000011 | 0,00002277 | 0,000345 |
1,0 | 0,4 0,0004 | 0,000044 | 0,0000455 | 0,00069 |
1,5 | 0,6 0,0006 | 0,000066 | 0,0000513 | 0,00103 |
2,0 | 0,8 0,0008 | 0,000088 | 0,000091 | 0,00138 |
2,5 | 1 0,001 | 0,000011 | 0,000142 | 0,00173 |
3,0 | 1,2...