CIRCUITO RC RESUMEN

CIRCUITO RC

Angie Camila Espitia1, Anyi Catalina Ramirez1, Juan David Tovar 1

RESUMEN

En el siguiente laboratorio se demostrara los conceptos  de campo magnético, constante de permeabilidad, solenoide entre otros demostraremos el fenómeno que se produce por medio del campo magnético con ayuda de la corriente eléctrica que circula a través del conductor, también mediremos la fuerza que tiene el campo magnético ejerciendo ciertas corrientes eléctricas.

ABSTRACT

In the next laboratory it is shown the concepts of magnetic field, constant of permeability, selenoid among others we show the phenomenon that occurs through of the magnetic field with help of the current electric that circulates to through conductor, also we measure the forcé that have the magnetic field exercising certain currents electric.

PALABRAS CLAVES

Campo magnético, corriente eléctrica, fuerza, solenoide, conductores.

INTRODUCCION

En esta práctica lo principal que tenemos como objetivo es medir la fuerza que un campo magnético ejerce sobre una corriente eléctrica con la relación de un solenoide y un campo magnético y la corriente que lo produce Cuando una carga q se mueve a una velocidad v en presencia de un campo magnético B, actúa sobre ella una fuerza F que viene dada por F= q (v x B) mediante la balanza de corriente se puede variar de forma independiente cada uno y medir la fuerza resultante magnética resultante, de esta manera se puede estudiar la interacción entre un hilo por el que circula una corriente y un campo magnético.

MARCO TEORICO

Entre las definiciones de campo magnético se encuentra la dada por la fuerza de Lorentz. Esto sería el efecto generado por una corriente eléctrica o un imán, sobre una región del espacio en la que una carga eléctrica puntual de valor (q), que se desplaza a una velocidad [pic 1], experimenta los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad (v) como al campo (B). Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente ecuación.

[pic 2]

Donde F es la fuerza magnética, v es la velocidad y B el campo magnético, también llamado inducción magnética y densidad de flujo magnético. El módulo de la fuerza resultante será:

[pic 3]

La existencia de un campo magnético se pone de relieve gracias a la propiedad (la cual la podemos localizar en el espacio) de orientar un magnetómetro (laminilla de acero imantado que puede girar libremente). La aguja de una brújula, que evidencia la existencia del campo magnético terrestre, puede ser considerada un magnetómetro.

La fuerza que un campo magnético uniforme ejerce sobre una corriente que circula por un alambre rectilíneo de longitud L, está dada por la expresión:

[pic 4]

(1)

En donde L es el vector que representa la longitud del alambre, cuya dirección es la misma corriente.

Si L es perpendicular a B, la magnitud de la fuerza es:

[pic 5]

(2)

Su dirección está dada por la regla de la mano derecha de acuerdo con la ecuación número (1).

Por otro lado, un solenoide  por el cual circula una corriente , produce dentro de el un campo magnético uniforme que lleva la  dirección del eje y su valor  está dado por:[pic 6]

[pic 7]

(3)

Donde n es el número de espiras por unidad de longitud y  es la contante de permeabilidad del vacio cuyo valor es .[pic 8][pic 9]

OBJETIVOS

• Medir la fuerza que un campo magnético ejerce sobre una corriente eléctrica
• Determinar el campo magnético de un solenoide
• Hallar la relación entre el campo magnético de solenoide y la corriente que la produce.

DISEÑO EXPERIMENTAL

• MATERIALES

• Solenoide
• Hilos
• Fuente
• Balanza de corriente
• amperímetro

PROCEDIMIENTO

Si se considera una espira en forma de U, montada sobre una placa de acrílico, cuyos terminales a y b se pueden conectar a una fuente  de voltaje como se muestra en la siguiente figura la cual es denominada balanza de corriente:

[pic 10]

Se introdujo esta balanza en posición horizontal en el centro de un solenoide a lo largo de su eje y se hace pasar una corriente , por el solenoide y una corriente i por la espita, el campo magnético  producido por el solenoide, ejerce una fuerza únicamente sobre el lado de longitud L de la espira y la balanza se desequilibra.[pic 11]

Sabiendo esto  se realizó la siguiente metodología:

1. Se conectó el solenoide para esta práctica, a una resistencia variable (reóstato), a un multímetro y una fuente de voltaje entre 0-20 V y 4 A de acuerdo con el circuito que se mostrara a continuación. Ahora en otro circuito independiente  se conectó a la espira, un reóstato y un  multímetro con una segunda fuente de voltaje entre 0-20 V y 4 A como se muestra en la siguiente figura:

[pic 12]

        (A)        (B)

Sin corriente aun en el circuito, se debió nivelar la balanza en el centro del solenoide a lo largo de su eje horizontal teniendo en cuenta el origen de la posición inicial, además del Angulo del solenoide. De esta manera se fijó un sistema de referencia para determinar la horizontalidad de la balanza.

1. Seguidamente  se enciendo el circuito y se dejó pasar corriente por el solenoide, de esta manera se desequilibra la balanza. Para equilibrarla fue necesario colocarle como contrapeso pequeños pedazos de hilos (de 10 cm de longitud) hasta lograr volver a la posición horizontal inicial.  

En una tabla de datos se anotaron los valores de las corrientes y la cantidad de pedazos de hilo colocados. Además teniendo en cuenta el  peso del hilo por unidad de longitud, se calculó la fuerza requerida para equilibrar la balanza.

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