Practica 15

 

 

Colegio Intisana 0379

Práctica No.12 Tópicos sobre magnetismo

Física NM

Martínez Castillo Juan Carlos

Mayo 2017

 

A) Tema: Tópicos sobre magnetismo.  magnetismo.  B) Objetivo de la práctica: práctica: Comprobar experimentalmente, usando software de simulación y animaciones, los conceptos aprendidos en clases sobre magnetismo. C) Fundamento Teórico1: El campo magnético es una región en el espacio donde se experimenta una fuerza magnética y está presente en los cuerpos de la manera en que se muestra a continuación. Las líneas de los campos magnéticos de un solenoide y de una barra magnética:

Hay que notar que las líneas de campo magnético siempre salen desde el polo norte y entran por el polo sur. También cabe recalcar que en el polo Norte de la tierra geográficamente geográficamente hablando está situado el polo sur magnético mientras que en el polo sur geográfico estaba ubicado el polo norte magnético.

Para poder ver hacia dónde va el campo magnético de un cable por donde pasa una corriente se realiza un apretón al cable con los dedos de la mano derecha (imaginariamente), de tal manera que el pulgar apunta en la dirección de la corriente. Entonces, la dirección de la curvatura de los dedos es la dirección del flujo de los vectores de campo magnético.

1

 Fórmulas, relaciones y conceptos obtenidos de: K.A. Tsokos, Physics for the IB Diploma , sexta edición, Reino Unido, Cambridge, Cambridge University Press, 2014.

 

  Cuando dos cables por los que circula corrientes eléctricas colocadas paralelamente, paralelamen te, se obtiene los siguientes campos magnéticos: Anti paralelos:  paralelos:  Cuando las intensidades de las dos corrientes se mueven en sentido contrario, es decir cuando una intensidad entra y la otra sale o viceversa; estas se repelan.

Paralelos:   Cuando las intensidades de las dos corrientes van en el mismo Paralelos: sentido, es decir cuando bien las dos intensidades entran o bien las dos intensidades intensidade s salen; estas se atraen.

También se debe tomar en cuenta que el tiempo que recorre una partícula en un campo magnético es independiente al tiempo. Esta se la puede calcular por medio de la siguiente fórmula:

=

2 

 

 

T = Tiempo T iempo en que se demora hacer una revolución total en un campo magnético una carga (s). m = masa de la carga (Kg). q = carga de la partícula (C). B = Campo magnético (T). D) Materiales: -

Papel y lápiz para recolectar datos.

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Una calculadora calculadora (Casio fx  – 98600GII).

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Una computadora con Java y acceso a internet.

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Una impresora a color.

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Libro K.A. Tsokos, Phys ics for tthe he IB D ipl iplom oma a, sexta edición, Reino Unido, Cambridge, Cambridge University Press, 2014

E) Procedimiento: -

Ingresar en orden a los siguientes links:

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http://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/magnets-and-electromagnets  http://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/magnets-and-electromagnets 

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https://nationalmaglab.org/education/magnet-academy/watchplay/interactive 

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http://www.golabz.eu/lab/charge bz.eu/lab/charge-magnetic-field -magnetic-field   http://www.gola

-

Comprobar los conceptos aprendidos en clase utilizando las simulaciones, simulacion es, a partir de los conceptos mencionados en el marco teórico.

-

En el primer simulador comprobar cómo son las líneas de fuerza de un campo magnético en una barra imantada y en un solenoide.

-

En el segundo simulador:

-

Ubique las animaciones, córralas y lea el texto asociado a cada una:

-

a) “DC Motor” (para observar la fuerza sobre un conductor que está en un

campo magnético)

 

-

b) “Magnetic Field Around a Wire, I” y Magnetic Field Around a Wire, II” (para

observar el campo magnético generado por una corriente que pasa por un conductor rectilíneo

-

c) “Parallel Wires” (para observar las fuerzas entre conductores que llevan

corrientes en paralelo y en antiparalelo)

-

d) “Galvanometer” (para observar el funcionamiento de un galvanómetro – 

aparato que los instrumentos analógicos usan para medir voltaje, corriente, resistencia, etc.” 

-

En el tercer simulador se tiene que comprobar que el tiempo que recorre una partícula en un campo magnético es independiente al tiempo.

-

Analizar los datos.

-

Sacar las conclusiones. conclusiones.

F) Registro de datos y procesamiento de los mismos: mismos: Para el primer simulador se obtuvieron los siguientes datos:

Se puede observar como la brújula también se posiciona en la dirección que van las líneas de campo magnético y las líneas de campo magnético siempre salían del polo norte y entraban por el polo sur. Además también se pudo observar en el polo Norte de la tierra geográficamente hablando está situado el polo sur magnético mientras que en el polo sur geográfico estaba ubicado el polo norte magnético.

 

 

 A pesar de que se pudo cambiar la polaridad polaridad en el solenoide (imán electromagnético) las líneas de campo magnético siempre salían del polo norte y entraban por el polo sur, además también la brújula apuntaba en la misma dirección de las líneas del campo magnético. Para el segundo simulador se obtuvieron los siguientes datos: datos :

 Aplicando la la regla de la mano derecha mencionada en en el marco teórico se pude comprobar que al entrar la corriente el campo magnético gira en sentido de las manecillas del reloj.

Mientras que en este caso es lo contrario y aplicando la misma regla podemos observar que ahora el campo magnético gira en sentido contrario de las manecillas del reloj debido a que la corriente está saliendo.

 

De la misma manera se puede aplicar lo mismo en el simulador de un campo magnético alrededor de un cable I.

De la misma manera podemos comprobar la regla de la mano derecha mencionada en el marco teórico pues en él un cable la corriente está bajando el campo magnético gira en sentido de las manecillas del reloj mientras en el otro cable la corriente está subiendo y el campo magnético gira en sentido contrario de las manecillas del reloj. En el simulador de un campo magnético alrededor de un cable II también II también podemos observar que se cumplió la regla de la mano derecha ya que la corriente está hacia arriba y por lo tanto el campo magnético alrededor del cable es contrario a las manecillas del reloj.

Para el simulador de circuitos paralelos se obtuvo las siguientes imágenes:

 

 

De la misma manera que las anteriores simulaciones se aplicó la regla de la mano derecha para determinar el campo magnético en cada cable del circuito se obtuvo que algunos se iban en la misma dirección y otros iban en direcciones opuestas, para ello se aplicaba lo mencionado en el marco teórico que si hay dos campos magnéticos en la misma dirección, el campo que se crea es mayor y ambos cables se atraen mientras que si hay dos campos en diferentes direcciones estos causaban que los cables se repelen, pudiendo así comprobar lo que se observó en el simulador. Para el simulador del Galvanómetro se obtuvo las siguientes imágenes:

 Aquí se puede observar que de nuevo al aplicar la regla de la mano derecha podemos obtener los sentidos del campo magnético creado cuando pasa una corriente, como se pude observar estos varían dependiendo de la dirección de la corriente en el circuito.

 

(Anónimo, Laplace, 2016) (Desconocido, 2016) Por lo tanto también tienden a repelerse; la dirección de este campo más grande es la que se observa en la mitad de estos campos. Lo que fue interesante que se pudo observar fue que a pesar de que la corriente tuvo un cambio de dirección debido a las barras magnéticas el campo magnético en el medio del círculo siempre iba en el mismo sentido, es decir del norte de la barra magnética al sur de la barra magnética del otro lado. Para el tercer simulador se obtuvieron los siguientes datos: Masa de la carga

Campo

Tiempo recorrido

Velocidad de la

(Kg) +/-1.7 ∗ 10− kg

magnético (T) +/-

para pasar el

carga ( −)

0.001 T

campo magnético

+/- 1  − 

(s) +/- 1 ∗ 10−9  Prueba 1

8.3 8.3 ∗ 10 10− 

0.100

1.641 1.6 41 ∗ 10− 

190

Prueba 2

8.3 8.3 ∗ 10 10− 

0.100

1.642 1.6 42 ∗ 10− 

400

−

8.3 8.3 ∗ 10 10

Prueba 3

−

 

0.100

1.641 1.6 41 ∗ 10

 

50

G) Conclusiones:   En conclusión se pudo comprobar en el primer simulador que las líneas



de campo magnético van de norte a sur, además que el norte geográfico de la tierra es el sur magnético y viceversa.

 

  En el el segundo segundo simulador simulador se puede puede concluir concluir que los los cables cables anti paralelos



se repelan y que los cables paralelos se atraen y que esto se lo puede determinar mediante la regla de la mano derecha.   En el tercer simulador se pudo concluir según la tabla de datos obtenida

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que la velocidad es independiente del tiempo que le toma a una partícula pasar por un campo magnético.  magnético.   Recomendaciones:   Al utilizar varios programas fue complicado realizar la práctica práctic a debido a



que debíamos comprobar varios conceptos aprendidos en clase, esto causó que nos demoráramos más en la práctica ya que debíamos comprender cómo funcionaba cada programa, por lo tanto se sugiere para la próxima práctica que solo se use un solo simulador.   Organizar mejor la práctica ya que al principio de la misma por no haberlo



hecho, estuve un tiempo considerable sin entender lo que debía hacer, de tal manera se recomienda mejor un día antes chequear cheq uear cómo funciona cada simulador y al día siguiente ir ya con las ideas a realizar la práctica. H) Evaluación: Los datos obtenidos por medio del programa son muy precisos y exactos ya que son hechos a condiciones ideales en algunos casos y si estos se hicieran en la vida real probablemente los errores aleatorios serían mayores, más aún como esta práctica en su mayoría era un análisis subjetivo de los datos, los simuladores fueron perfectos para esta práctica y se los recomendaría en prácticas similares con el mismo objetivo. I)

Bibliografía:

  K.A. Tsokos, Phys ics fo forr the IB Dipl Diplom oma a, sexta edición, Reino Unido,



Cambridge, Cambridge University University Press, 2014, capítulo 4, ondas.

 

  Apuntes de las las clases clases de Física del profesor profesor Fabricio Fabricio Morales Morales Narváez. Año



lectivo 2015-2016. 01-06-2016.

  Anónimo. (14 de 06 de 2016). Desconocido. Obtenido de



http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema9/tema9.html  

  Anónimo. (15 de 06 de 2016). Laplace. Obtenido de

http://laplace.us.es/wiki/index.php/Preguntas_de_test_de_campo_magn%C3%A9tico  _(GIE)

  Desconocido. (06 de 15 de 2016). Convertir unidades . Obtenido de



http://www.convertir-unidades.info/convertidor-de-unidades.php?tipo=tiempo

J) Apéndices:  Aquí se pueden apreciar apreciar ciertas fotografías fotografías sobre los los simuladores: