Informe 12 Lab Fisica 2 UTP

LABORATORIO LABORATORIO DE FÍSICA CAPITULO 12 MEDICIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO DE LA TIERRA

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS LABORATORIO DE FISICA PEREIRA 2004

LABORATORIO DE FÍSICA CAPITULO 12 MEDICIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO DE LA TIERRA

OBJETIVOS 1. Medir la magnitud del campo magnético terrestre en la Universidad Tecnológica de Pereira BT. 2. Medir el ángulo de inclinación del campo magnético terrestre con respecto a la horizontal Φ. . !denti"icar # di"erenciar campos magnéticos permanentes$ de a%uellos generados por  la circulación de una corriente eléctrica a través de una &o&ina. '. (álculo de la componente horizontal del campo magnético terrestre BT). *. (álculo del campo magnético creado con las &o&inas de )elmholtz BB.

MATERIAL UTILIZADO 1. Br+,ula de tangentes. 2. Br+,ula con escala en grados. . Bo&inas de )elmhotz. '. -uente de corriente continua &ater/a de 0 voltios. *. mper/metro de 3e#&old. 0. 4eóstato varia&le de 15 6ilo7hmios 68 . 9. (a&les de cone:ión.

PROCEDIMIENTO 1. (on la &r+,ula de tangentes u&i%ue cuidadosamente$ como se ilustra en la "igura  del sur magnético de la tierra. Tenga en cuenta de nivelar previamente la &r+,ula. hora gire el plano horizontal de la &r+,ula ;5< con respecto al e,e norte=sur$ e identi"i%ue el ángulo de inclinación Φ1  %ue marca la agu,a de la &r+,ula en el plano vertical> consigne su dato en la ta&la 12.1. 4egrese la &r+,ula a la posición original # gire este  plano ;5< en sentido contrario para hallar Φ1 consigne su valor en la ta&la.

2.

4epita el proceso anterior para dos lugares di"erentes dentro #?o "uera del la&oratorio # complete la ta&la 12.1. Φ1@ 9A Φ1@ 0A

Φ2@ 1A Φ@ A Φ2@ 2;A Φ@ 1A Tabla 121

(on los datos de ta&la calcule el ángulo de inclinación promedio del campo magnético terrestre φ   !2"# =

Ce las anteriores medidas$ cual es el valor %ue me,or representa el ángulo de inclinación del campo magnético Φ en PereiraD. φ   !$# =

.

Tome la &r+,ula con escala en grados de tal "orma %ue el sur o norte coincida con la marca ;5< del disco ó plano móvil de la &r+,ula.

'.

Eit+e la &r+,ula cuidadosamente en el centro de las &o&inas de )elmholtz como se ilustra en la "igura '$ de manera %ue el e,e norte=sur de la &r+,ula "orme un ángulo de ;5< con el campo generado por las &o&inas.

*.

(onecte en serie el reóstato varia&le de 15 68$ el amper/metro de 3e#&old$ las  &o&inas )elmholtz # la "uente de corriente continua.

0.

Fnergice el circuito # var/e lentamente la corriente en las &o&inas con el cursor del reóstato$ desde 15 m hasta un má:imo de 125 m$ tome 15 valores distintos de corriente # sus respectivos ángulos de de"le:ión$ consigne su in"ormación en la ta&la 12.2 # lleve el amper/metro a cero. 3a agu,a de la &r+,ula vista por encima puede girar con sentido horario o antihorario.

I(A)

BB(T)

55

Θ Θ

BTB(T) Tan

Deflección

Deflección

Deflección

Deflección

Deflección

Horario

Horario

Antihora

Horario

Antihora

Horario

Antihora

Horario

1,63E-05 3,26E-05 4,89E-05 6,51E-05 8,14E-05 9,77E-05 1,14E-04 1,30E-04 1,47E-04 1,63E-04 1,79E-04 1,95E-04

1,63E-05 3,26E-05 4,89E-05 6,51E-05 8,14E-05 9,77E-05 1,14E-04 1,30E-04 1,47E-04 1,63E-04 1,79E-04 1,95E-04

73 46 32 25 19 15 14 12 10 9 9 8

67 42 30 22 18 14 12 11 9 8 8 7

3,271 1,036 0,625 0,466 0,344 0,268 0,249 0,213 0,176 0,158 0,158 0,141

2,356 0,900 0,577 0,404 0,325 0,249 0,213 0,194 0,158 0,141 0,141 0,123

4,98E-06 3,15E-05 7,82E-05 1,40E-04 2,37E-04 3,65E-04 4,57E-04 6,13E-04 8,31E-04 1,03E-03 1,13E-03 1,39E-03

Antihora

0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,12

0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,12

Uo = N=

1,26E-06 240,00

m kg C -2  Vueltas

R=

0,13

metros

Antihora

6,91E-06 3,62E-05 8,46E-05 1,61E-04 2,51E-04 3,92E-04 5,36E-04 6,70E-04 9,25E-04 1,16E-03 1,27E-03 1,59E-03

9.

!nvierta la polaridad de la "uente la dirección de la corriente eléctrica> repita el paso anterior para completar la ta&la 12.2. G. Cetermine el valor del error enH la medición de la corriente !$ la medición del ángulo Θ  # el cálculo del campo magnético de la &o&ina BB. ;. 3ea la in"ormación %ue aparece en la chapa de caracter/sticas de las &o&inas # consigne los siguientes valoresH  I+mero de espiras por &o&inaH I @ 2'5 • 4adio interno de la &o&inaH 4int @ 11* mm • 4adio e:terno de la &o&inaH 4e:t @ 1*5 mm • 4adio medio de la &o&inaH 4 @ 12$* mm • 4esistencia de Bo&ina 4 @ 1$G Ω • (orriente má:ima ! @ 0 Amperios • Permea&ilidad magnéticaH J5@' K :15=9 m Kg C -2 •

AN%LISIS & GR%FICAS

1. (on cada valor de intensidad de corriente o&tenido calcule el campo magnético de la  &o&ina> emplee la ecuación  B B

=

G NI  µ 5 * R *

 # llene la ta&la 12.2.

2. Lra"i%ue Tan Θ   vs. BB en papel milimetrado. Ei las varia&les son directamente  proporcionales calcule la pendiente de la grá"ica construida # e:prese su signi"icado. SENTIDO 'ORARIO

SENTIDO ANTI'ORARIO

3as varia&les no son directamente proporcionales$ sin em&argo$ e"ectuando una regresión de tipo e:ponencial$ la pendiente resultante "ueH 4 ( 10 )* EFIT!C7 )744!7H ! ( 10 )* EFIT!C7 IT!)744!7H

. (on la in"ormación del numeral anterior deduzca el valor del campo magnético terrestre BT$ compárelo con el reportado en el prein"orme$ e:pli%ue las di"erencias o similitudes. (omo no se encontró una relación directamente proporcional de las varia&les se opto por  calcular el valor promedio de BB # de Tan Θ $ para con esto valores aplicar la ecuaciónH EFIT!C7 )744!7H

 BT  =

EFIT!C7 IT!)744!7H

 BT  =

 B B

=

Tan Θ

 B B

1$5*; x15

−'

*$;21 x15 =

Tan Θ

1$5*; x15

−1

= 1.9G5 x15

−'

Teslas

−'

'$G15 x15

−1

=

2$1;9 x15

−'

Teslas

demás o&servando la pendiente resultante de la regresión potencial e"ectuada a partir de los valores de Tan Θ  vs. BB se o&tuvoH EFIT!C7 )744!7H

 BT  = '$5 x15

−*

Teslas

EFIT!C7 IT!)744!7H

 BT  = $5 x15

−*

Teslas

 comparando los valores o&tenidos con el valor reportado en el prein"ormeH BT @ 5$2* :15=' Teslas (onsideramos más apro:imado el valor promedio en el sentido horario.