Laboratorio Campo Magnetico

CAMPO MAGNÉTICO CERCA DE UN ALAMBRE RECTO

OBJETIVOS: Encontrar la relación funcional existente entre el campo magnético generado por un conductor rectilíneo. A partir de los datos obtenidos, calcular la permeabilidad en el vacío.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Cuando circula una corriente por un conductor, se crea un campo magnético alrededor de éste. Las líneas de inducción de este campo producido por un conductor recto por el cual circula una corriente, son circunferencias concéntricas en el conductor, como se muestra en la Fig. 1.

Fig. 1 Líneas de inducción alrededor de un conductor recto que transporta una corriente I

La expresión para determinar el campo magnético en un punto situado en el extremo del conductor de longitud L a una distancia R del mismo, para el aparato utilizado en la práctica es,

B_i=(μ_0 I)/4πR L/√(R^2+L^2 )

Para el aparato utilizado en la práctica, consideramos R= 0.1L, por lo tanto la expresión quedaría así,

B_i=0.08 (μ_0 I)/R

Donde,

μ_0: Permeabilidad en el vacío= 4π*〖10〗^(-7)weber/A.m

Si se coloca una brújula a una distancia r del conductor, y no hay corriente en el conductor, la aguja de la brújula estará alineada en la dirección del campo magnético terrestre. Cuando empieza a circular corriente por el conductor se produce la deflexión de la aguja que se visualiza por un torque sobre ella debido a la fuerza lateral que ejerce el campo magnético creado por el conductor. La interacción de estos dos campos hace que la aguja se deflecte un ángulo φ, como se muestra en la Fig. 2.

Fig. 2 La aguja se deflecta debido a las dos componentes: Campo magnético del conductor (Bi) y campo magnético terrestre (Bt)

De la figura 2, se aprecia que:

Bi=Bt Tg φ

Siendo,

Bi: Campo magnético debido a la corriente

Bt: Campo magnético terrestre= 0.314 Gauss

EQUIPO UTILIZADO

Fuente DC

Amperímetro DC

Reóstato

Soporte

Conductor largo

Brújula

PROCEDIMIENTO

El procedimiento consta de dos partes.

Primera parte

Se preparó el montaje mostrado en la Fig. 3

Se coloco la brújula sobre la base de madera con la hoja cuadriculada fija en la base, lo más cercano al conductor rectilíneo. Orientamos la brújula con el campo magnético terrestre (línea S-N).

Conectamos la fuente DC y suministramos al circuito una diferencia de potencial.

Fig. 3 Montaje de la práctica

Fig. 4 Montaje eléctrico

Manteniendo la corriente constante, colocamos la brújula en ocho posiciones diferentes y medimos en cada caso la distancia con respecto al conductor y el ángulo de deflexión de la aguja. Los datos fueron consignados en la tabla # 1

TABLA #1

...