Atravezado Por Una Corriente

RESUMEN

En esta experiencia se midió la fuerza aplicada a un conductor con un campo magnético de varias maneras, primero se hizo cambiando el ancho del sensor, empleando 4 sensores diferentes con anchos de 1,2 ,4 y 8 cm. cada una. Luego se hizo variando la orientación de la espira cambiando el ángulo del conductor con el sensor de 0 a 315 en un intervalo de 45 grados de cada ángulo, a través de esto se logró obtener el campo magnético de la espira, finalmente se midió el campo magnético del conductor con un teslametro y utilizando la teoría se calcularon los resultados teniendo en cuenta cada una de las variables antes mencionadas.

ABSTRACT

In this experience it measured the force applied to a conductor with a magnetic field, of many ways, firstly it made changing the width of the sensor, employing four different sensors with widths of 1,2,4 and 8 centimeters each one. Later it made changing the orientation of the sensor, changing the angle of the conductor with the sensor from 0 to 315 grades in an interval of 45 grades between each angle, through this it achieved to obtain the force with a conductor with a magnetic field. Finally it measured the magnetic field of the used conductor with a teslameter and using the theory it calculate the results having in mind each one of the variables mentioned before.

INTRODUCCIÓN

Los mecanismos para inducir cambios aceleraciones y fuerzas cada vez se hacen más variadas y entre avanza la tecnología y los conocimientos científicos, estos mecanismos se especializan y personalizan para cada proceso y las necesidades específicas se hacen cada vez más insistentes.

Una forma bastante sencilla y eficiente es la fuerza magnética sobre conductores. En realidad, estamos muy acostumbrados a usar este tipo de efecto físico-eléctrico. Sus aplicaciones son tan variadas e influyentes en la vida cotidiana, que su falta provocaría una gran crisis inmediata en la forma de vivir. Estamos hablando de los movimientos provocados por campos magnéticos sobre materiales conductores que son atravesados por una cierta cantidad de corriente. Es la forma en que los ventiladores mueven sus aspas. La forma de manejo y mantenimiento en sistemas pequeños es un factor fundamental en el aprovechamiento de sus cualidades.

En sistemas a gran escala el proceso se invierte y el movimiento genera corrientes eléctricas muy cotizadas para la comunidad.

La comprensión total de todos los procesos revocaría la utilización de formas dañinas para obtener los mismos tipos de resultados que con la energía eléctrica. Es de suponer que con el auge de las formas de generación alternativa de energía estos tipos de procesos se verán mejorados para aprovechar de manera más eficiente sus beneficios.

MARCO TEÓRICO

En principio si la fuerza magnética es la parte de la fuerza electromagnética total o fuerza de Lorentz que mide un observador sobre una distribución de cargas en movimiento; estas fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo los electrones, lo que nos hace inducir profundamente en la estrecha relación que hay entre la electricidad y el magnetismo. Si nos referimos a un caso más específico la fuerza magnética entre imanes y/o electroimanes es un efecto residual de la fuerza magnética entre cargas en movimiento, esto sucede porque en el interior de los imanes convencionales existen micro corrientes que macroscópicamente dan lugar a líneas de campo magnético cerradas que salen del material y vuelven a entrar en él conociendo que los puntos de entrada forman un polo y los de salida el otro polo si vemos un caso más general a un el cual nos compete en experiencia veremos la fuerza magnética sobre un conductor.

Fuerza magnética sobre un conductor cargado el cual experimenta un campo magnético.

Un conductor es un hilo o alambre por el que circula una corriente eléctrica. Una corriente eléctrica es un conjunto de cargas eléctricas en movimiento. Ya que un campo magnético ejerce una fuerza lateral sobre una carga en movimiento, es de esperar que la resultante de las fuerza sobre cada carga resulte en una fuerza lateral sobre un alambre que lleva corriente.

En un conductor vemos que La corriente I en un conductor rectilíneo es transportada por electrones libres, siendo n el número de estos electrones por unidad de volumen del alambre. La magnitud de la fuerza media que obra en uno de estos electrones está dada por:

(1)

Donde tenemos que:

Ѳ = 90º, j=Densidad de corriente y Vd= j/ne (2)

Reemplazando (2) en (1) tenemos que:

(3)

La longitud I del conductor contiene nAl electrones libres, siendo Al el volumen de la sección de conductor de sección transversal A que se está considerando. La fuerza total sobre los electrones libres en el conductor y, por consiguiente, en el conductor mismo, es:

F=e(nAl)F´=nAl(jB/n) (4)

Ya que jA es la corriente I en el conductor, se tiene:

(5)

Sin embargo la expresión anterior es válida solamente si el conductor es perpendicular a B. Es posible expresar el caso más general en forma vectorial así:

(6)

Siendo l un vector que apunta a lo largo del conductor en el sentido de la corriente. Esta ecuación es equivalente a la relación F=Qₒv X By cualquiera de las dos puede tomarse como ecuación de definición de B. Obsérvese que apunta hacia la izquierda y que la fuerza magnética apunta hacia arriba saliendo del plano de la figura lo que concuerda con la conclusión a que se llegó al analizar las fuerzas que obran en los portadores de carga individuales.

MÉTODOS EXPERIMENTALES

Materiales:

Dinamómetro digital

Fuente de voltaje

Teslámetro

Procedimiento:

El objetivo de la experiencia realizada se fundamentó principalmente en medir la fuerza magnética sobre un conductor de corriente haciendo pequeños ajustes en las variables que describen su magnitud. Cabe destacar que dicha fuerza fue medida utilizando un dinamómetro digital y se analizó su dependencia con la corriente, longitud y ángulo.

La experiencia consiste en tres partes, concernientes a la descripción de la fuerza magnética con variación de los términos que la caracterizan (corriente, longitud, ángulo).

En primera instancia, se midió la fuerza magnética sobre una espira de 4 cm de longitud con variación de corriente. Para la realización de este aspecto se fijó un ángulo de 90° y se tomaron diez valores diferentes de intensidad de corriente medidos en amperios, para los cuales se tomó lectura en el dinamómetro digital,

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