Practica_ 6-Torque magnetico.doc

LABORATORIO FISICA ll

PRÁCTICA 6: TORQUE MAGNÉTICO

Nombres: Daniela Zuluaga M Nicolás García P Santiago Ospina G

Profesor: Tulio Eduardo Restrepo

Medell! "#$%&$

1

INTRODUCCION

En el siguiente laoratorio se conocerán los conceptos de tor!ue "agn#tico $ de ca"po "agn#tico% c&"o estos se aplican% c&"o se "iden $ !ue signi'icado para esto reali(are"os e)peri"entos !ue nos a$udaran a "edir el tor!ue !ue se presenta en una espira $ anali(ar lo !ue sucede con esto ade"ás estudiare"os la presencia del ca"po "agn#tico $ cuál es su orientaci&n*

Ob'e()*o 

Medir el tor!ue !ue se presenta en una espira con corriente uicada en un ca"po "agn#tico% $ reali(ar el análisis de todos sus pará"etros*



Identi'icar la presencia de ca"pos "agn#ticos con a$uda de una r+,ula*



De'inir la orientaci&n del ca"po "agn#tico producido por oinas !ue lle-an corriente*

Teor+ Si un con,unto de cargas se encuentran en "o-i"iento a tra-#s de un conductor $ este está en presencia de un ca"po "agn#tico !ue no es paralelo al despla(a"iento de las cargas% el conductor e)peri"entará una 'uer(a* .a corriente

i

en un ala"re es transportada por los electrones lires del

conductor* Siendo  N   el n+"ero de electrones !ue -ia,an por unidad de -olu"en en el

ala"re/ la "agnitud de la 'uer(a "edia !ue act+a

en uno de estos

electrones está dada por0  F  = q0 vsenθ  / Si el despla(a"iento es perpendicular al ca"po "agn#tico% entonces  F  = q0 vd  B % siendo v d   la -elocidad de arrastre de los electrones* Si n es el n+"ero de electrones por unidad de -olu"en% entonces0 v d 

=

  j ne

* El n+"ero de electrones en el -olu"en del conductor será nAL / donde

2

el producto  AL % es el -olu"en del conductor* De este "odo% la 'uer(a sore el conductor es0  F  B

donde

i

= iLBsenθ 

123

 es la corriente !ue pasa por el conductor%  B   es el ca"po "agn#tico

e)terno al cual está so"etido* Si el conductor es perpendicular al ca"po "agn#tico% la 'uer(a !ue este e)peri"enta es

= iLB 143 2* Mome!(o sobre ,!+ es-)r+ de .orr)e!(e En una espira rectangular de di"ensiones a × b % colocada en un ca"po uni'or"e  F  B

 B % se oser-arán los siguientes e'ectos de 'uer(as* En un "o"ento dado la

nor"al al plano de la espira nn'  'or"a un ángulo

θ    con

la direcci&n del ca"po

"agn#tico  B * .os lados 123 $ 153 son perpendiculares al ca"po* .a 'uer(a neta sore la espira es la resultante de las 'uer(as sore los cuatro lados de ella* 6er  7igura 2

7igura 2* Espira conductora en presencia de un ca"po "agn#tico

En los lados 143 $ 183 se tiene  F 2

=  F 4 = ibB cos(θ )  $ se puede -er !ue tienen la

"is"a "agnitud $ sentido contrario% su e'ecto total será nulo1  F 2 $  F 4  tienen la "is"a línea de acci&n3*

3

En los lados 123 $ 153 se tiene  F 1

= − F 3 % pero  F 1 = iaB % es decir tienen direcci&n $

sentido contrario pero no tienen la "is"a línea de acci&n originándose un "o"ento neto !ue tiende a 9acer girar la espira alrededor de la línea nn' * Este "o"ento será0 τ 

=  iabBsen(θ )

153

donde ab =  A % es el área de la espira* Si 9a$  N   espiras% el tor!ue será0 τ  =   NiabBsen(θ )

183

Esta e)presi&n ta"i#n es -álida para espiras circulares* E. ca"po "agn#tico e)terno producido por las oinas de :el"9olt(% será apro)i"ada"ente 9o"og#neo $ está deter"inado por la e)presi&n0  B

 I    =  µ 0 × 0.715 × M  ×        R  

1;3

Donde  M   es el n+"ero de espiras de una de las oinas de :el"9olt(%  M  = 154 −6 %  R es el radio "edio de la oina  R = 0.2m $  µ 0 = 1.256 × 10

corriente !ue circula por las espiras de las oinas de :el"9olt( 1

4

V⋅s A⋅m

< 3A 3*

%  I    es la

PROCEDIMIENTO E IN7ORME 4*