Balanza Basica de Corriente

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Facu Facult ltad ad de Cien Cienci cias as Exac Exacta tass Se%est&e' "!"()*

BALAN+A BASICA DE CORRIENTE Salas P,&e- Ad.e%a& Inti In/0 Ed/a& Callisa1a Callisa1a 20 20 Pa&alel3 "0 43&a&i3 )"'5*!)5')* Fec.a de ent&e/a' (6!)(!"()* informe, se muestra muestra el fundamento fundamento teórico con ecuaciones ecuaciones explicitas explicitas,, además, además, una  Resumen.-En el informe, experimen experimentació tación n a base de distintas distintas pruebas para poder determinar determinar la magnitud magnitud del campo eléctrico eléctrico.. Presenta dos regresiones de tipo lineal, posteriormente se muestra un análisis de datos donde se analizara la magnitud magnitud obtenida con un segundo segundo dato experimental experimental obtenido, obtenido, debidament debidamentee comentada comentada en las conclusiones.

 Índice de Términos.Términos.campo físico físico que es repre represen sentad tado o media mediante nte un modelo modelo que descri describe be la Campo Eléctrico. Eléctrico.-- Es un campo interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Corriente.- o intensidad eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material.

. !bjeti"o . !bjeti"o general

Deter Determi minar nar exper experim iment entalm alment ente e magnitud del campo magnético. #

la

!bjeti"o Específico Específ ico

-

Realizar mediciones con un tester.

-

Realizar mediciones con una balanza. Graf Grafca carr el comp compor orta tami mien ento to del del soporte magnético al momento de cargar (Fuerza vs Inte Intens nsid idad ad de cor corrien riente te)) en ambas partes.

-

#. $undamento $un damento %eórico #. &'ué es el campo magnético(

n campo descripci!n

magnético es una matem"tica de la

in#uencia magnética de las corrientes eléctricas $ de los mate materi rial ales es magn magnét étic icos os.. %l camp campo o magnético en cual&uier punto est" espe specif cifcado cado por por dos dos valo alores' es' la direcci!n $ la magnitud de tal orma &u e es un campo vectorial. %spec*fcamente' el campo magnético es un vector axial' como lo son los momentos mec"nicos $ los campos rotacionales. #.# #.# $uer $uerza za magn magnét étic ica a sobr sobree un una a carg carga a eléctrica

%s conocido &ue un conductor por el &ue circula una corriente sure una uer uerza za en pres presen enci cia a de un camp campo o magnét magnético ico.. +u +uest esto o &ue la corrie corriente nte est" constituida por cargas eléctricas en movimiento' empezaremos por estudiar la uerza sobre una ,nica carga. #.) $uerza de *orentz

l obse observ rvar ar exper xperim imen enta talm lmen ente te c!mo es la uerza &ue un campo 

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e/erce sobre una carga eléctrica 0&1 se cumple &ue2 - 3i la carga est" en reposo' el campo  no e/erce ninguna uerza sobre ella. - 4a uerza es m"xima cuando la velocidad de la carga v $ el campo  son perpendiculares $ es nula cuando son paralelos. - 4a uerza es perpendicular al plano ormado por v $ . - 4a uerza es proporcional al valor de la carga & $ a la velocidad v. - 3i la carga cambia de signo' la uerza cambia de sentido %n presencia de un campo magnético  sobre una carga & &ue se mueve a una velocidad v &ue act,a una uerza F (uerza de 4orentz) &ue viene dada por2  F =q ( v∗ B ) ( 1)

%n un 5ilo conductor' la velocidad de los conductores de carga viene dada por la corriente eléctrica I &ue #u$e por el 5ilo. q v = L I ( 2 )

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7ediante la balanza de corriente se puede variar de orma independiente cada uno de los términos de la ecuaci!n (8) (la longitud del 5ilo' la corriente' la intensidad de campo magnético $ el "ngulo &ue orman el 5ilo $ el campo magnético) $ medir la uerza magnética resultante' pudiendo por tanto estudiar de orma completa la interacci!n entre un 5ilo por el &ue circula una corriente $ un campo magnético. +ara una corriente cero' la balanza indica un cierto peso +9. l aplicar una corriente' se e/erce una uerza sobre los imanes (igual $ de signo opuesto a la e/ercida sobre el 5ilo de corriente). #.+ egla de la mano derec-a

:onsiste en extender la mano derec5a' de modo &ue el pulgar &uede perpendicular a los restantes dedos (en un solo plano). %ntonces' si el pulgar indica el sentido de la corriente $ de los dem"s dedos' el sentido del campo' el sentido del movimiento o de la uerza aplicada sobre el conductor o sobre las cargas ser" perpendicular a la palma de la mano' ale/"ndose de ésta.

Donde 4 es la longitud del 5ilo. s*' un 5ilo conductor de longitud 4 por el &ue circula una corriente I experimenta una uerza dada por2  F = L I ∗B ( 3 )

6' en términos escalares.  F = L I B sen ∅ ( 4 )

Donde $

∅

 es el angulo &ue orman I

$igura . muestra gráficamente como se usa la regla de la mano derec-a

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mult*metro es conectado en serie con la uente $ la tar/eta.

#./ %abla de tarjetas que se pretende usar

%ar jetas 2$ +3 2$ )4 2$ )5 2$ )6 2$ + 2$ +#

3e tomaran varios datos. 3e tomara el peso del soporte magnético antes $ después de cargar la tar/eta adem"s de medir la corriente cada vez &ue sea cargada una de las tar/etas. +ara la primera parte los datos variados ser"n las corrientes $a &ue se variara la uente de tensi!n. +ara la segunda parte se variara la tar/eta sin embargo la uente permanecer" constante.

*ongitud 0cm1 )0" "0" 70" 50" $05 605

$igura #. muestra la longitud que presentas las distintas tarjetas que se "an a usar en el experimento

). Procedimiento

+ara el presente laboratorio se us! los siguientes materiales2 ; nidad principal ; 3eis tar/etas con bucles para corrientes ; 3oporte magnético compuesto de seis imanes ; Fuente de volta/e D: capaz de suministrar < amperios. ; mper*metro capaz de medir < amperios. ; alanza con una sensibilidad de 9'9= g ; n soporte base. ; ccesorios de su/eci!n. +rimeramente se debe calibrar la balanza' paralelamente se su/eta la unidad principal a un soporte base. 3e pone una de las seis tar/etas con bucles en la unidad principal $ a la vez dentro del soporte magnético' la tar/eta no debe 5acer contacto con el soporte magnético' es conectada la uente de tensi!n a la tar/eta. %l

$igura ). muestra el montaje del experimento

+. 7atos Experimentales

4os datos experimentales se van a dividir en dos partes' en la primera parte se proceder" a varias la corriente sin embargo la longitud permanecer" constante. %n la segunda se variara la longitud $ no as* la corriente. +. 7atos Experimentales longitud constante y corriente "ariada

TABLA 1. Datos experimentales para 5allar el campo magnético.

N

m sin corriente (Kg)

m con corriente (Kg)

I (A)

L(m)

9'98 @ 9'98

=

9'=>9?@

9'=>9?8

9'A9 <

@

9'=>9?@

9'=>9B>

9'>9

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A

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8

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C

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B

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= 9

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9'=>=9C

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9'98 @

9'=>==B

='@= <

9'98 @

9'=>=A=

='=88

='?@

9'98 @

9'=>==B8

@'C= <

9'98 @

A

9'98 @

9'=>@

%abla . 2e muestra + columnas, en la primera está el n8mero de experimento, la siguiente corresponde a la medición de la masa del soporte magnético sin carga y la siguiente es la masa del soporte magnético con carga. *a pen8ltima es la corriente medida. *a 8ltima es la longitud de la tarjeta.

%abla #. 2e muestra / columnas, en la primera está el n8mero de experimento, la siguiente corresponde a la medición de la masa del soporte magnético sin carga y la siguiente es la masa del soporte magnético con carga. *a pen8ltima es la corriente medida. *a 8ltima es la longitud de la tarjeta.

/. 9nálisis de 7atos /.. :álculos Pre"ios.

+ara poder 5acer la tabla resumen se necesitan algunos c"lculos' se necesita 5allar la uerza inicial $ fnal con la siguiente ormula.  F =m g =w ( N )( 5 )

:on la ecuaci!n (=A8

@

9'9A@

@

9'=>9?@

9'=>=9<

@

9'98@

A

9'=>9?@

9'=>9B<

@

9'9=@

8

9'=>9?@

9'=>=9B

@

9'9@@

N

=

W sin carga (N)

='