Producción de campos magnéticos

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Producción de campos magnéticos

  1. 1. Producción de Campos Magnéticos Erick Conde Paralelo: 2OBJETIVOSObtener campos magnéticos utilizando corriente continua y corriente alterna.RESUMENVamos a determinar las interacciones entre 2 campos magnéticos, así como vamos ademostrar la levitación magnética, la cual observaremos que dirección sigue el anillodebido a la presencia del campo magnético. Determinaremos también por medio de lacorriente continua campos magnéticos.En este reporte se estudió la interacción de los campos magnéticos, por medio de cuatroexperimentos: Interacciones entre campos magnéticos, obtención de campo magnéticoutilizando corriente continua y la demostración cualitativa de la levitación magnética.En los cuales se pudo observar que cuando las corrientes tienen el mismo sentido seatraen, y cuando tienen sentidos contrarios se repelen.INTRODUCCIÓNUna partícula cargada que se mueve en presencia de un campo magnético, suele versesometida a una fuerza llamada fuerza de Lorentz. La fuerza depende además del campomagnético, de la carga eléctrica, de la velocidad de ésta y de la dirección relativa delcampo respecto a la velocidad de la carga.Podemos comprobar que una partícula inicialmente en reposo no experimenta fuerzamagnética. Sin embargo, si está en movimiento, se ve sometida a una fuerza desviadoraque es perpendicular a la velocidad y al campo magnético.LEY DE AMPÈREEl descubrimiento de Orested en 1819 respecto al desvió de las agujas de las brújulasdemuestra que un conductor que lleva una corriente produce un campo magnético. Lafigura nos muestra la forma en que este efecto puede ser demostrado en el laboratorio,colocando muchas brújulas pequeñas alrededor de un conductor en un mismo plano.
  2. 2. Producción de Campos Magnéticos Erick Conde Paralelo: 2Ahora evaluemos el producto B.ds para un pequeño elemento de longitud ds de latrayectoria circular definida por las agujas de las brújulas, y sumemos los productos paratodos los elementos alrededor de la trayectoria circular cerrada. A lo largo de estatrayectoria, los vectores ds y B son paralelos en cada punto, así que B.ds=Bds. Además, lamagnitud de B es constante en este círculo y está dada por la ecuación……..Por lotanto, la suma de los productos Bds a lo largo de la trayectoria cerrada, que esequivalente a la integral lineal de B.ds, es: 0 I  B.ds  B  ds  2r (2r )  0 IDonde 2r es la circunferencia de la trayectoria circular. La integral para cualquier Itrayectoria cerrada es igual a 0 donde la corriente total estable que pasa a través decualquier superficie limitada por la trayectoria cerrada.  B.ds  I 0PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL A) Obtención de campos eléctricos magnéticos utilizando corriente continua Arme un circuito de acuerdo al esquema de la figura 2. Prediga el sentido en que girara la brújula cuando fluya corriente por el conductor ab al conectar el interruptor S de la figura 2. Cierre el interruptor S, ¿su predicción fue acertada?
  3. 3. Producción de Campos Magnéticos Erick Conde Paralelo: 2B) Campo magnético de un solenoide Arme el dispositivo como se muestra en la figura 7 y 8 Conecte el interruptor S, observe el movimiento de la brújula Desconecte el interruptor S, invierta la polaridad de la fuente Conecte nuevamente el interruptor 8C) Interacciones entre campos magnéticos Arme el equipo como se señala en la figura 11. Mantenga la distancia entre la bobina y el imán permanente en 0.5 cm, la corriente 1.0 A. conecte y desconecte el interruptor S, describa lo que observa. Repita este proceso invirtiendo la polaridad de la fuente.
  4. 4. Producción de Campos Magnéticos Erick Conde Paralelo: 2 Arme el equipo de acuerdo con la figura 12. Prediga el sentido de rotación de la bobina cuando conecta el interruptor 8, gire la perilla de la fuente aumentando la corriente desde 0 hasta un valor tal, que el eje de la bobina coincida con la dirección N – S del imán permanente. Inmediatamente regrese la perilla de la fuente a la posición 0.D) Calculo de las resistencia de la bobina con diferentes núcleos, a partir de los valores medios de tensión y corriente Arme el circuito de acuerdo con la figura 13 y llene las tablas d.1 y d.2 que aparecen en el informe.E) Demostración cualitativa de la levitación magnética (anillo de Thompson) Arme el circuito de acuerdo con la figura 14. Aumente totalmente la tensión de la fuente hasta que el anillo metálico se suspenda en el aire. Registre sus observaciones.
  5. 5. Producción de Campos Magnéticos Erick Conde Paralelo: 2RESULTADOS 1. Observaciones y datos Escriba sus observaciones acerca de los experimentos realizados en esta práctica a) Obtención de campos magnéticos utilizando corriente continua a1) ¿en qué sentido giro la brújula? (ver figura 2) Perpendicular a la corriente eléctrica que circula en el cable conductor ab. b) Campo magnético de un solenoide b1) ¿en qué sentido giro la brújula? (ver figura 8) Depende, la polaridad de la fuente – atrae al norte y el + repele al norte c) Interacciones entre campos magnéticos c1) ¿Qué sucedió entre el imán y la bobina al conectar el interruptor? (ver figura 11) La bobina se alejaba cuando se acercaba el lado rojo del imán por la derecha y al ponerlo por la izquierda atraía a la bobina y al poner el otro lado del imán pasaba lo opuesto a lo sucedido anteriormente c2) ¿Qué sucedió entre el imán y la bobina al invertir la polaridad de la fuente? Pasa lo contrario al caso anterior al acercar el lado rojo del imán por la derecha lo atraía y por la izquierda lo repelía c3) ¿en qué sentido giro la bobina? (ver figura 12) “no se puede responder a esta pregunta ya que no realizamos este experimento por qué no se encontraban los materiales necesarios” d) Calculo de la resistencia de la bobina con diferentes núcleos, a partir de los valores medidos de tensión y corriente
  6. 6. Producción de Campos Magnéticos Erick Conde Paralelo: 2 d1) anote los datos obtenidos en este experimento TABLA d.1 tensión continua Núcleo V (V) I (mA) R (Ω) Aire 5.0 1.1 9.5 Fe(yugo) 5.0 1.1 4.5 Fe( ) 5.0 1.05 4.76 TABLA d.2 tensión alterna Núcleo V (V) I (mA) R (Ω) Aire 5.0 1.3 3.8 Fe(yugo) 5.0 0.68 3.35 Fe( ) 5.0 0.05 100 e) Demostración cualitativa de la levitación magnética e1) observaciones al realizar la levitación magnética El anillo metálico se elevaba a cierta altura al encender el aparato, es decir era repelido hacia arriba debido a la fuerzas magnéticas que van en ese sentido.DISCUSIÓNCuando hicimos el experimento de interacción de campo magnético, utilizamos la reglade la mano derecha, para saber en qué sentido iba la corriente del imán, si el sentido delas corrientes de la bobina y del imán eran los mismos había una atracción, pero si lacorriente era en sentido contrario había una repulsión.En el experimento de obtención de campos magnéticos utilizando corriente continua,el campo magnético de la tierra afectó a la aguja, si el campo de la tierra hubiese sidomayor al de la aguja, esta no se hubiese movido.En el experimento de la demostración cualitativa de levitación magnética, el anillo dealuminio al ser un metal diamagnético se alineó en dirección contraria al campo por loque se pudo observar la levitación de este. Este principio es el que se utiliza para lostransportes de levitación magnética (trenes). Mientras mayor sea la corriente el anillolevita más.
  7. 7. Producción de Campos Magnéticos Erick Conde Paralelo: 2CONCLUSIÓNEn esta práctica obtuvimos campos magnéticos utilizando corriente continua ycorriente alterna, Señalamos el sentido de de la brújula cuando fluía corriente por elconductor ab. También observamos el comportamiento del imán y la bobina alconectar el interruptor y comprobamos la definición del momento magnético.BIBLIOGRAFÍA-ICF, (2009). “Guía de Laboratorio de Física C”. ESPOL.-SERWAY, R (1993), “Física”, vol. II. Páginas 657, 658.Editorial Mc Graw Hill. TerceraEdición.

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