Informe sobre el campo magnetido

KATARZYNA ANDREA KOLODZIEJ

19-MARZO-2015

CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR UNA ESPIRA CIRCULAR

1. INTRODUCCIÓN:

El experimento pretende determinar el valor del campo magnético cuando una corriente eléctrica circula por una espira circular.

1. Objetivo: Estudiar el campo magnético en una espira circular.
2. Material:

• Guía, soporte y pinza para la sonda.
• Sonda magnética o sonda Hall.
• Fuente de alineación de 0 a 15 V de corriente alterna.
• Transformador de alta intensidad (1:100)A
• Amperímetro
• Teslámetro
• Conductor en forma de espira circular.
• Regla

1. Método experimental:

Procedimiento: conectamos el amperímetro a la fuente de alimentación de corriente, que a su vez está puesto en contacto con el conductor (la espira circular). En el lugar donde el conductor tiene forma alargada (figura 1) se intercala el transformador de corriente.  

[pic 1]

                                 Figura 1: espira circular intercalado con el transformador de corriente.

[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

[pic 7][pic 8]

Por otro lado el teslametro está conectado a la sonda, la cual está sujeta en un soporte sobre un banco graduado en mm, permitiendo la medida precisa de distancias; de tal manera que la sonda está situada perpendicularmente al plano de la espira circular.

Una vez conectados todos los aparatos se comenzará con el experimento procediendo a tomar las siguientes medidas:

1. Medimos el campo magnético para diez valores diferentes de intensidad de corriente I.
2. Determinamos el campo magnético a diferentes distancias con una misma intensidad de corriente I=50 A
3. Medir el radio a de la espira.

1. Introducción teórica

La ley de Biot y Savart indica cómo es el campo magnético creado por corrientes estacionarias.                                                                                                                                    Establece que en el caso de corrientes que circulan por circuitos filiformes (o cerrados), un elemento infinitesimal de longitud dl  del circuito, recorrido por una corriente I, crea una contribución elemental de campo magnético, dB  , en el punto situado en la posición r  respecto de dl  , de la forma                                                    

 ,donde µ0=10-7 4п TmA-1                                      (1)[pic 9]

 Esta expresión permite calcular el valor en un punto del espacio, del campo magnético creado por una corriente estacionaria circulando por un circuito conductor con cualquier configuración. En nuestro caso, aplicaremos esta ley al estudio del campo magnético creado por una espira circuar, y a la determinación de µ0 , la permeabilidad magnética del vacío.

La expresión (2) es la que aplicaremos para calcular teóricamente el campo magnético creado por el conductor en un punto P:        [pic 10]

Campo magnético creado por una espira circular (en su eje)

Considerando sólo el campo en un punto situado sobre el eje perpendicular a la espira  que pasa por su centro: Al aplicar la fórmula de Biot y Savart (2) integrando a lo largo de este eje, por simetría sólo quedan las componentes de B paralelas al eje y se llega a la expresión:

                                                                                                (3)                                 Donde a es el radio de la espira y x es la distancia del punto al centro de la espira a lo largo del eje. Es fácil comprobar que el campo magnético B es máximo en el centro (x=0).[pic 11]

1. DATOS EXPERIMENTALES

Tabla 1. Datos tomados en el laboratorio

[pic 12]

Tabla 2. Medidas (centro de la espira):                                    

  El error del teslámetro ya se ha tomado en cuenta      

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