Fuerzas Electromagneticas

FUERZAS MAGNÉTICAS

Luego de haber realizado el montaje mostrado en la fig. 1. Procedimos a realizar la experiencia, la cual se encontraba dividida en tres partes a saber:

Primera parte: Manteniendo constante la corriente suministrada por la fuente (5,0 A) y utilizando la misma espira a lo largo de la realización de esta parte de la experiencia, observamos y tomamos datos de la variación de la fuerza magnética a medida, que cambiábamos la posición del imán generando un cambio en el ángulo con un paso de 30, tomando datos desde 0° hasta dar la vuelta completa.

Segunda parte: Utilizando la espira de mayor longitud (4,2 cm) y ubicando el imán a un ángulo de 60 °, nuevamente observamos y tomamos datos de la variación de la fuerza magnética, pero esta vez el cambio se observó al ir variando la corriente suministrada a la espira, partiendo desde un valor de 2,0 A hasta 16 A variando con un paso de 2.

Tercera parte: Finalmente con el fin de observar del todo como varía la fuerza magnética con cada uno de los parámetros que influyen en ella, en esta parte de la experiencia se ubicó el imán en un ángulo de 120° y se utilizó una corriente de 10 A, con el fin de tomar datos de la fuerza magnética en función de la variación de la longitud de la espira.

Fig. 1. Montaje para la experiencia.

Los datos obtenidos en cada una de las partes de la experiencia se encuentran tabulados a continuación:

A partir de estos datos se realiza el cálculo del campo magnético, despejando este de la ecuación siguiente:

F_B=Ilβ Sin(φ) Ecuación (1)

β=F_B/(Il Sin(φ)) Ecuación (2)

Reemplazamos los valores para cada una de las experiencias (haciendo las apropiadas conversiones para la consistencia dimensional) obtenemos el campo magnético, el cual se encuentra tabulado con los datos experimentales.

Primera parte:

Valores constantes: I= 5,0 A y L= 1,15 cm= 0,0115 m

Φ (°) Fuerza magnética (mN) Campo magnético (T)

0 0,62 0

30 0,55 19,1

60 0,33 6,63

90 0 0

120 -0,31 6,22

150 -0,56 19,5

180 -0,62

210 -0,49

240 -0,21

270 0

300 0,33

330 0,56

Tabla 1. Datos variación de la FB en función del ángulo.

Segunda parte:

Valores constantes: Φ= 60° y L= 4,2 cm

Intensidad (A) Fuerza magnética (mN)

2 0,05

4 0,08

6 0,1

8 0,13

10 0,15

12 0,18

14 0,22

16 0,24

Tabla 2. Datos variación FB en función de la intensidad

Tercera parte:

Valores constantes: Φ= 120° e I= 10 A

Longitud (cm) Fuerza Magnética (mN)

1,15 -0,32

2,2 -0,75

4,1 -1,42

4,2 -0,03

Tabla 3. Datos variación FB en función de la longitud

Análisis de datos:

Si los datos obtenidos se grafican es posible observar de una forma más precisa la variación que genera el cambio de cada uno de los parámetros en el valor de la fuerza magnética obtenida y compararla con lo que se esperaría que sucediera al analizar la ecuación dada para la fuerza magnética:

F_B=Ilβ Sin(φ) Ecuación (1)

Analizando la ecuación y ubicando el término donde aparece el ángulo Φ es posible observar que la fuerza magnética es directamente proporcional al seno de dicho ángulo. Y observando el gráfico 1 es posible notar que experimentalmente se obtiene este resultado.

Gráfico 1. Corresponde a los datos consignados en la tabla

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