jueves, 29 de octubre de 2009

Campo magnético de un solenoide

Introducción

En nuestra vida cotidiana, al ir a trabajar, divertirse y entre muchas de nuestras actividades cotidianas, no podemos observar todos aquellos fenómenos físicos que nos rodean o si los observamos normalmente los ignoramos. En nuestro desarrollo tecnológico instrumentos como lo son los celulares, los cables de la electricidad entre otros generan campos magnéticos.

Los campos magnéticos son los fenómenos físicos los cuales se presentan siempre y cuando se tenga una corriente eléctrica, en la actualidad en las ciudades siempre convivimos con los campos magnéticos, además no solo se presentan campos en las ciudades se presentan en todo el planeta, ya que este también lo genera.

Resumen

En este informe se mostrara el procedimiento, los resultados obtenidos y la interpretación de los mismos de una experiencia realizada en la Universidad del Norte.

El tema a desarrollar en esta proceso de aprendizaje fue campo magnético el cual se observo con la ayuda de una bobina solenoidal.

Abstract

In this report there was to show the procedure, the obtained results and the interpretation of the same ones of an experience realized in the University of the North.

The topic to developing in this one learning process was a magnetic field which I observe with the help of a bobbin solenoidal.


MARCO TEORICO

Magnetismo

El magnetismo es un fenómeno físico el cual genera que los cuerpos específicamente ciertos materiales como lo son los imanes, ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros cuerpos.

Las líneas de campo magnéticas van del norte hacia su sur. En nuestro planeta estas líneas van del norte magnético, es decir, el sur geográfico hacia el sur magnético el cual es nuestro norte geográfico.

Una propiedad que presentan los materiales los cuales generan magnetismo (los imanes), es que estos al partirse automáticamente en los pedazos que estos son cortados se obtendrán dos imanes.

Campo magnético

El campo magnético es generado por una carga en movimiento o una corriente, este a su vez ejerce una fuerza F sobre cualquier otra carga en movimiento o corriente presente en el campo.

Al igual que el campo eléctrico este campo es un campo vectorial.

Espiras

Al referirse al término de espiras lo que se busca decir es la cantidad de vueltas que tiene un alambre en una bobina.

Bobina solenoidal

Una bobina solenoidal, es al igual que las otras bobinas está esta echa de una superficie cubierta por espiras de alambre, esta almacena energía debido a un campo electromagnético que es estimulado por una corriente.

Una bobina está compuesta por un muy delgado hilo de cobre enrollado, en la cual se colocan dos polaridades lo cual genera un campo electromagnético donde se almacena la energía, la capacidad de una bobina es proporcional al número de espiras del hilo de cobre.

Ya dicho esto hay que resaltar que la bobina solenoidal es una bobina como anteriormente se había mencionado, pero esta tiene una forma cilíndrica y en su interior es hueca.

PROCEDIMIENTO

Primero se procedió a configurar nuestro programa Data Studio para el propósito que buscábamos, luego de haber hecho este procedimiento comenzamos con la experiencia.

Esta experiencia consistió en que teníamos una bobina solenoidal, el fin de este laboratorio era comprobar dos cosas, primero que el campo magnético producido en las esquinas de la bobina es la mitad a la producida del cuerpo de esta, y la segunda pero fue la más primordial en este proceso de aprendizaje fue determinar el número de espiras de la bobina mediante algunos cálculos desarrollados en la experiencia.

La experiencia comenzó al momento que introducíamos con la ayuda de los materiales del laboratorio una corriente a la bobina solenoidal. Debido a esto está empezaba a crear un campo magnético, al haber hecho esto procedimos a introducir un censor de campo magnético en el medio vacío de la bobina. El cual nos dio a ver una grafica de ese campo, esta grafica representaba cuando introducíamos lentamente ese censor y además cuando lo sacábamos.


ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS

Análisis de resultados

De acuerdo a los datos y gráficos obtenidos en las mediciones conteste las

siguientes preguntas:

Pregunta 1: Comparar las lecturas axial y radial del campo ¿qué dirección tiene el

campo magnético en el interior del solenoide?

Al comparar las lecturas axial y radial del campo, nos damos cuenta que de forma

radial presenta una lectura muy pequeña del campo, mientras que de forma axial

nos presenta una lectura más alta, por lo que podemos deducir que la dirección

del campo magnético es axial.


1. Calcule el valor teórico del campo magnético dentro de la bobina utilizando la

corriente medida, su longitud, y el número de espiras del solenoide.

2. Determine la pendiente de la recta del campo magnético en función de la

intensidad de corriente para cada gráfica.

Según la grafica de campo contra corriente, tenemos que la pendiente es 319

G/A.

3. Compare este valor con el valor teórico obtenido de la fórmula que usted

investigó.

Pregunta 5: Calcule el error en el valor del campo magnético. ¿A qué factores

cree usted que se debe la diferencia obtenida?

Campo teórico:

Campo experimental:

B =41 G

% error=

Hay muchos factores por los que se pueden presentar estos errores, por ejemplo,

el numero de vueltas que doce tener la bobina no es la precisa, y por lo tnato se

presenta una diferencia sustancial entre los campos.

Preguntas problematologicas

Responda las siguientes “preguntas problematológicas”

1. ¿Es el campo magnético uniforme en el interior del solenoide? Explique.

El análisis del campo magnético en el interior del solenoide es uniforme y paralelo

al eje en el interior de este, siempre y cuando supongamos que el solenoide es

muy largo respecto al radio de las espiras.

2. ¿ Qué conclusión puede deducir acerca de las características del campo

magnético en el solenoide? Dibuje un gráfico de B contra X que ilustre su

respuesta.

El campo magnético en el interior del solenoide es mucho más intenso que en el

exterior pues es mayor la densidad de las líneas de fuerza dentro que fuera del

solenoide.

3. ¿Qué efecto tiene en los resultados de la medición “tarar” el sensor lejos de

toda fuente.

Cuando taramos el sensor de medición de campos lejos de la fuente, nos

aseguramos que el sensor no esté siendo afectado por ninguno de los campos y

que no tengo una medición errada cuando se requiera utilizar.

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