lab PUENTE DE WHEATSTONE Y CIRCUITO RC.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLOGICA TECNOLOGICA DEL CONO SUR DE LIMA

(UNTECS)

Laboratorio de Física II Experimento Nº 04 PUENTE DE WHEATSTONE Y CIRCUITO RC

Lima, 27 de diciembre del 2011

EXPERIMNTO 04 CAMPO MAGNETICO Objetivos 

Verificar el experimento de Oersted



Medir la componente tangencial del capo terrestre

FUNDAMENTO TEORICO

⃗

El campo magnético es una región del espacio en la cual una carga eléctrica puntual q que se desplaza a una velocidad , sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y

proporcional tanto a la velocidad como al campo, llamada inducción magnética o densidad de flujo magnético.

⃗ ⃗

Experimento de Oersted El campo magnético generado por una corriente rectilínea infinita a una distancia s es:

  

El campo magnético dentro de un solenoide muy largo es dado por:

Donde



 es el número de espiras por unidad de longitud de la bobina.

Campo magnético terrestre Si utilizamos un imán y una aguja magnética como la representamos en la figura siguiente, el campo magnético tangencial terrestre es dado por:

[( )]√     

Donde t es el periodo de oscilación del imán debido al campo magnético terrestre. I es el momento de inercia del imán. MATERIALES 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Sensor de campo magnético Interface 3 B NetLab Aguja magnética Bobinas de 600 y 120 vueltas Imanes Cronometro Fuente de poder

PROCEDIMIENTO Experimento de oersted 1. Conecte la bobina de 10 espiras a la fuente DC, oriente el eje de la bobina, encienda la fuente con una pequeña corriente y observe la aguja magnética. 2. Cambie l bobina de 120 por la de 600 espiras, aplique pequeñas corrientes (menores a 2ª) y mida la intensidad del campo magnético dentro del solenoide utilizando el sensor del campo magnético para diferentes intensidades de co rrientes, llene la tabla 1 3. Fijando la corriente en el paso 2 a 1.5 A y el sensor del campo magnético inicialmente a 40 Cm de la bobina, pulse iniciar en el software 3B NetLab. Acerque lentamente el sensor de campo hacia la bobina. Grafique y realice un ajuste de curvas correspondiente. Guarde sus resultados. 4. Suspenda una barra magnética por su centro, con un hilo muy delgado y espere que alcance el reposo. 5. Haga oscilar con una amplitud pequeña la barra magnética en un plano horizontal, alrededor de las direcciones que tenia en estado de reposo. Y mida tres veces el tiempo de 10 oscilaciones completas. Anote en la tabla 2. 6. Mida la masa y las dimensiones geométricas de la barra magnética, anote los valores en la tabla 3. 7. Coloque la aguja magnético sobre una hoja grande de papel y trace un eje que coincida con la dirección norte- sur y otro en dirección este – oeste. El primer eje tendrá la dirección de B, como se muestra en la figura 4 (para este procedimiento tenga todos los imanes alejados de la aguja magnética. 8. Sin mover la aguja magnética como muestra la figura siguiente, donde “d” toma valores de 20, 25, 30, 35 y 40 cm; en cada caso mide el valor de “ф”

EXPERIMENTO: 04 REPORTE DE LABORATORIO 1. explique sus observaciones del paso 1 del procedimiento, respecto al campo magnético producido por una corriente eléctrica La aguja magnética siempre se desvía perpendicularmente al campo, aplicándole una corriente eléctrica el sentido de la aguja varía y cuando sacamos dicha corriente, la aguja retorna a la posición inicial. La aguja magnética de positivo a negativo apunta hacia el este, pero si invertimos la aguja magnética y lo colocamos de negativo a positivo dentro del solenoide, la aguja apuntara hacia el oeste. En los extremos del solenoide mide 0.73mT con una medida del sensor de 2mT y en el centro del solenoide mide 0.95mT con la misma medida del sensor (2mT). Si incrementamos la intensidad de corriente con la fuente, el campo magnético también crecerá y la aguja buscara nuevamente otro punto de equilibrio en el este campo magnético.

2. con los datos del paso 2 del procedimientos complete la siguiente tabla TABLA 1

I(A) B(mT)

1

2

3

4

5

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0.57

1.9

3

4.2

5.2

6.6

Grafique la intensidad del campo magnético del solenoide en función de la corriente eléctrica, ajuste sus datos. 7 6 5

   e     l    t    i 4    T    s    i 3    x    A

B(mT)

2

Linear (B(mT))

1 0 0

0.5

1

1.5

Axis Title

Intensidad del campo magnético es proporcional a la intensidad de corriente aplicada en la bobina, calculada mediante

 B n En este caso



120 0.4m





300

 0 nI 

3. Escriba la ecuación de ajuste encontrado en el paso 3 del procedimiento:

Explique sus resultados obtenidos. Con el sensor sobre una madera delgada a una distancia media de la bobina (mitad del lado del bobina) se hace un recorrido a lo largo de la madera, pues según la grafica nos muestra que cuanto más cerca estamos de la bobina existe mayor campo magnético

4. Con sus datos obtenidos en el paso 5 del procedimiento complete la siguiente tabla

TABLA 2 t1

t2

t3

35.2

t promedio

35

38

Periodo T

36.07

10

5. Con los datos del paso 6 del procedimiento complete la siguiente tabla TABLA3 masa

ancho 9.2

base

altura

8

2.4

Busque en los libros y escriba el momento de inercia del imán (Barra)  I 



1 12

 M  (a

2

   



b

2

)

Usando los valores de la tabla 3. Determine el momento de inercia del imán =0.0535 Kgm2

1

6. Con los datos del paso 8 del procedimiento complete la siguiente tabla. Usando el periodo T y el momento de inercia calculados en los pasos anteriores, determine B por medio de la ecuación (4) d(Cm)

20

25

30

35

40

Ф (°)

9

21

33

48

60

0.13

0.082

0.043

0.027

0.013

B(mT)

Tabla 4 Obtenga un valor promedio del campo magnético El promedio del campo magnético es 0.059 Justifique sus resultados El campo magnético calculado es inversamente proporcional a la distancia, según la fórmula que se nos ha proporcionado, y directamente proporcional a la raíz cuadrada de la tangente del ángulo , todo sale según esta fórmula:

     0 2   B    Id  tan   2 2   T (d 2   L )  4   4 

CUESTIONARIO 1. ¿En que lugares de la tierra el campo magnético terrestre es máximo, porque? Los lugares de la tierra en el cual campo magnético terrestre es máximo con los lugares en que tiene mayor latitud(distancia angular entre la línea ecuatorial y un punto determinado del planeta, medida a lo largo del meridiano en el que se encuentra dicho punto angular), ya que como esto se están acercando más hacia los polos geográficos de la tierra, aunque los polos magnéticos no coinciden exactamente con los geográficos, estando a una distancia de unos 900 kilómetros de ellos, y además el polo norte magnético está más cerca del polo sur geográfico, y viceversa. Dado que el campo magnético aumenta cerca de los polos de la Tierra es decir, las líneas del campo se hacen más densas— las partículas se mueven de un lado a otro en recorridos helicoidales entre los polos norte y sur de la Tierra. La mayor parte de los protones de alta energía (mayor de 10 MeV) se encuentran en el cinturón interior a una altitud de 3.200 km; los electrones están más concentrados en un cinturón exterior que se extiende a muchos radios de la Tierra en el espacio.