Práctica No. 9 - Lab. de Física EM-CBF212L

 

Fuerza   Magnética  Amy Ramírez 1097255 Kairy Saint-Hilaire 1097492 Abraham Polanco 1095954 Ambar Santana 1096231 Eliezer López 1096495

Sección 03

Jose A. Scott

   

CBF 212L. Laboratorio de Física Eléctrica Eléctrica y Magnética

VIRTUAL

1.- Objetivo.

⃗

  Determinar la dependencia que existe entre la fuerza  ejercida por un campo magnético

•

 

•

 sobre un conductor recorrido por una corriente y el valor de la corriente ;  Determinar la dependencia que existe entre la fuerza ⃗  ejercida por un campo magnético  sobre un conductor recorrido por una corriente y la longitud  del conductor.





2.- Introducción.

Un conductor recorrido por una corriente en un campo magnético experimenta una fuerza

⃗ 



 perpendicular tanto al campo magnético  como al conductor; dicha fuerza está relacionada con



la corriente eléctrica  que circula por el conductor, su longitud

, el valor del campo magnético

 y el ángulo ϑ que forman ambos. El valor y su dirección pueden ser determinadas por lo tanto mediante la siguiente expresión:

⃗ =  ×   

por lo tanto

 =  ·  ·  ∙     

3.- Equipo a utilizar.

https://www.thephysicsaviary.com/Physics/Programs/Labs/RailGunLab/   https://www.thephysicsaviary.com/Physics/Programs/Labs/RailGunLab/

Simulación mostrada en la fig. 1 en la que un metal sobre un riel conductor por el que circula corriente, dentro de un campo magnético, reciente de una fuerza. Todos los parámetros presentados pueden ser modificados.

Fig. 1. Simulación.

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4.- Procedimiento.  Primera parte 

Manteniendo fijo los parámetros de masa del metal, resistencia de este, espaciado de los rieles y valor de la batería (ojo: los valores, cada vez que se ingresa en la simulación  pueden cambiar) Para iniciar verifiquemos la relación entre la fuerza ejercida sobre el conductor y el valor del campo magnético actuante. Se variará el valor del campo y se medirá la aceleración de conductor para encontrar la fuerza. El simulador ofrece 10 valores diferentes del campo B (mT) Repetir con tres espaciados diferentes de los rieles lo que equivale a suponer que el conductor tiene diferentes longitudes, pero mantiene el mismo valor de su masa y su resistencia eléctrica.  Longitud 1: 158 m  B (mT)

t (s)

a (m/s2)

F (N)

B (mT)

t (s)

a (m/s2)

F (N)

145

1.92

0.183

0.042

643

0.92

0.803

0.186

219

1.57

0.276

0.064

767

0.83

0.987

0.229

354

1.23

0.449

0.104

838

0.81

1.063

0.247

404

1.15

0.514

0.119

903

0.77

1.147

0.266

510

1.02

0.654

0.152

1003

0.73

1.276

0.296

a (m/s2)

F (N)

 Longitud 2: 223 m  B (mT)

t (s)

a (m/s2)

F (N)

B (mT)

t (s)

145

1.61

0.262

0.061

673

0.77

1.147

0.266

219

1.30

0.402

0.093

767

0.71

1.349

0.313

354

1.04

0.629

0.146

838

0.67

1.515

0.351

404

0.97

0.723

0.168

903

0.65

1.609

0.373

510

0.86

0.919

0.213

1003

0.62

1.769

0.410

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 Longitud 3: 310 m  B (mT)

t (s)

a (m/s2)

F (N)

B (mT)

t (s)

a (m/s2)

F (N)

145

1.37

0.362

0.084

673

0.66

1.561

0.362

219

1.12

0.542

0.126

767

0.60

1.889

0.438

354 404

0.88 0.82

0.878 1.011

0.204 0.235

838 903

0.58 0.56

2.201 2.168

0.469 0.503

510

0.74

1.242

0.288

1003

0.52

2.515

0.583

Graficar esta información en una sola gráfica y realizar los ajustes por mínimos cuadrados. Tomar nota de las pendientes y verificar si existe alguna relación entre estas  pendientes y las longitudes usadas.

 y = 0.0004x  F =

(0.0004  ) 

 F = i * L * B i * L = 0.0004

 

  

 

V *  =0.4  

(0.4  )*  

 L=

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 R=14Ω  V =26.5 =26.5 V

.   ∗    L = 26.   = 0.211 m e% =

.2−.22 .+. ∗100%= 5.5%  

Conclusiones de la primera parte:

Se puede determinar como una conclusión que este es inversamente proporcional a la separación de los rieles cuando estos tienen condiciones de resistencias y pesos similares. simi lares.

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Segunda parte. 

Para verificar la relación de la fuerza que el campo magnético ejerce sobre la corriente debemos modificar la corriente, pero la simulación permite cambiar la resistencia, y es lo que se hará. Repetir con tres resistencias diferentes lo que equivale a suponer que el conductor tiene diferentes corrientes eléctricas, pero manteniendo el mismo valor de su masa y su longitud.  Resistencia 1: 13.1 m  B (mT)

t (s)

a (m/s2)

F (N)

B (mT)

t (s)

a (m/s2)

F (N)

145

1.87

0.194

0.045

673

0.89

0.858

0.199

219

1.53

1.290

0.067

767

0.81

1.036

0.240

354

1.22

0.457

0.106

838

0.78

0.118

0.259

404

1.13

0.533

0.124

903

0.75

1.209

0.280

510

1.01

0.667

0.155

1003

0.71

1.349

0.313

a (m/s2)

F (N)

 Resistencia 2: 16.4 m  B (mT)

t (s)

a (m/s2)

F (N)

B (mT)

t (s)

145

2.08

0.157

0.036

673

1.05

0.617

0.143

219

1.69

0.238

0.055

767

0.95

0.753

0.175

354

1.32

0.390

0.091

838

0.92

0.803

0.186

404

1.25

0.435

0.101

903

0.88

0.878

0.204

510

1.12

0.542

0.126

1003

0.84

0.964

0.224

a (m/s2)

F (N)

 Resistencia 3: 18.3 m  B (mT)

t (s)

a (m/s2)

F (N)

B (mT)

t (s)

145

2.19

0.142

0.033

673

1.05

0.617

0.143

219

1.78

0.215

0.050

767

0.95

0.753

0.175

354

1.41

0.342

0.079

838

0.92

0.803

0.186

404

1.32

0.390

0.091

903

0.88

0.878

0.204

510

1.18

0.488

0.113

1003

0.84

0.964

0.224

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Graficar esta información en una sola gráfica y realizar los ajustes por mínimos cuadrados. Tomar nota de las pendientes y verificar si existe alguna relación entre estas  pendientes y las corrientes eléctricas correspondientes usadas. = 0.0003x  F =

(0.0003  )   

 F = 0.3   i =

26.  .  = 2.023 A

 

 0.158 = 0.32   i * L = 2.023  –  0.158

  =0.32      R =

∗ 26. ∗.     ≈  .2  = 13.08 .2  .−.

e% = .+. 

∗100%= 0.1% 

Conclusiones de la primera parte:

Se concluye en esta práctica que con respecto a la condición dada por la longitud o separación entre los rieles constante, la resistencia es directamente proporcional al tiempo mientras que es inversamente proporcional a la fuerza resultante.

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