Labo 5-Alexander Rocca

7/28/2019 Labo 5-Alexander Rocca

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA UNI-FIC

QUINTO LABORATORIO DE FSICA II-COMPONENTE HORIZONTAL DEL CAMPO MAGNTICO TERRESTRE Pgina 1

Medicin de la componente horizontal del

campo magntico

Objetivo temtico:

Aplicar conceptos de electromagnetismo.

Objetivo especfico:

Comprobar que en un conjunto de espiras por la que circula una corriente elctricaproduce un campo magntico perpendicular al plano de las espiras.

Calcular el valor aproximado de la componente horizontal del campo magntico de laTierra que existe en el laboratorio.

Teora:En esta prctica aprovecharemos el carcter vectorial del campo magntico para poder

determinar experimentalmente el valor de la componente horizontalBTdel campo magntico

terrestre.

Para esto se producir un campo magntico en el centro de la bobina de 150 espiras y dicho

campo se orientar perpendicularmente al campo magntico terrestre, como se muestra en la

siguiente figura.

Fig. 1 Campo magntico terrestre y el campo magntico de la bobina

Donde

Bb: Campo magntico de la bobina

BT: Campo magntico de la tierra

BRh: Campo magntico resultante


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Donde el valor del campo magntico de la bobina se obtiene mediante la expresin:

Donde

0: Permeabilidad magntica en el vaco

N: Nmero de espiras

I: Corriente elctrica

r: Radio de las espiras

De la Fig. 1 obtenemos la siguiente expresin:

1 y 2 obtenemoS:

I = cot(

) Ec. 3


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Materiales:

Una fuente de CC Un multmetro Una resistencia de 910 Protoboard Cables Un conjunto de espiras Una brjula Una regla

Observacin:

En el laboratorio no se supo para que serva un pequeo gacho de fierro que estaba en la brjula,

como observamos en la imagen a esto se le llama pnula

Pnula: Tablilla con una abertura circular o longitudinal que en los instrumentos topogrficos y

astronmicos sirve para dirigir visuales.


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Procedimiento:

Mida la resistencia, esta tiene un valor de 910 Arme el circuito anterior, de la fuente de voltaje conecte a la resistencia a travs de

cocodrilos, luego de esta conecte a la bobina y cierre el circuito.

Ponga una brjula en el centro de la bobina y haga variar el voltaje que se induce en labobina con esto observaremos que la brjula presenta una pequea desviacin, para esto

debemos medir cuantos grados se desva.

Armaremos una tabla de cot Vs el voltaje, ya que con esto podemos saber otra tabla quees la intensidad Vs cot.

Con los datos obtenidos haremos las respectivas grficas que nos pide el cuestionario.

Resultados:

1.- Demostrar la expresin (1) para el campo magntico de la bobina .

B=

.K

B=

.K

B=

.K


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B=

=

Pero como hemos hecho el proceso para una espira entonces se deduce que para N espiras el

campo magntico resulta:

B=

2.- Usando la relacin V=I.R calcular I

En este caso la ecuacin estar dada por: V=910.R

voltaje (v) intensidad (A)

3.46 0.00380219

7.38 0.00810989

10.26 0.0112747

14.47 0.015901

17.19 0.0188901

20.3 0.02230769


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3.-Hacer un grfico de la variacin de I contra cot:

Para este paso debemos de hacer el cuadro de voltajes y de las variaciones de los ngulos.

Tabla de datos generales

Ahora haremos una tabla de I vs cot(), con su respectivo ajuste lineal.

Ahora con estos datos haremos el ajuste lineal donde tomaremos a la cot() como el eje X y a laintensidad como el eje Y.

voltaje (v) intensidad (A) cot()

3.46 0.00380219 84 0.1051042

7.38 0.00810989 76 0.249328

10.26 0.0112747 70 0.3639702

14.47 0.015901 64 0.4877325

17.19 0.0188901 60 0.5773502

20.3 0.02230769 56 0.6745085

Intensidad cot

0.00380219 0.1051042

0.00810989 0.249328

0.0112747 0.3639702

0.015901 0.4877325

0.0188901 0.5773502

0.02230769 0.6745085


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La pendiente de la recta sale 0.0327, ahora analizaremos a que es equivalente esta pendiente.

I = 0.0327 cot() + 5E-06

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80

Intensidad

(A)

cot()

Intensidad cot Ix cot (cot)(cot)

0.00380219 0.1051042 0.00039963 0.011046893

0.00810989 0.249328 0.00202202 0.062164452

0.0112747 0.3639702 0.00410365 0.132474306

0.015901 0.4877325 0.00775543 0.237882992

0.0188901 0.5773502 0.0109062 0.333333253

0.02230769 0.6745085 0.01504673 0.454961717

=0.08028557 =2.4579936 =0.0402336 =1.231863613


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Analizando las frmulas dadas:

=

(1)

= tg. (2)

Remplazando la ecuacin 1 en 2 obtenemos:

I = cot(

)

Debemos de asimilarlo con la ecuacin de y= mx +b

y= +x

= n +

= +

0.08028557= 6 +2.4579936

0.0402336= 2.4579936 + 1.231863613

=0.0327 . Valor de la pendiente


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Entonces el valor de la pendiente en el ajuste de la curva es igual a la expresin enparntesis

= 0.0327

R= 0.08m

N=150

= 4 x

Remplazando los datos nos sale que el campo de la tierra horizontal es:

= 3.852377991x T

Nota: 1T = 10000G

Entonces el campo horizontal de la tierra es:

= 0.3852377991 G


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Conclusiones:

Algo que no parece tener importancia es que al momento de realizar el experimento nodebemos de tener objetos metlicos cercanos ya que esto influye en la medicin delcampo magntico terrestre; ya que la aguja puede desplazarse una rayita en la brjula y

esto equivale a 2.

Debemos de tener en cuenta que para la medicin de los ngulos la espira debe formar90 con el Este de la brjula para que las lecturas de los ngulos sean correctas; pero como

esto se da visualmente entonces habr un margen de error.

Debemos de realizar todas las lecturas correctamente de los instrumentos tanto de lasresistencias y ver que la fuente funcione correctamente; debemos de verificar que

nuestros cocodrilos estn en buen estado.

El error ms comn que podemos cometer es que midamos mal, podemos corregir esto sila medicin del desplazamiento lo hacemos mirando perpendicularmente a la brjula y no

oblicuamente.

En la ltima pregunta del informe hemos puesto que el valor de ese campo magntico esla componente horizontal del campo magntico terrestre esto lo concluimos ya que todas

las mediciones lo estamos haciendo en el plano XY entonces es de suponerse que el valor

obtenido es el campo que nos piden.

Bibliografa:

Marcelo Alonso-Edwar J. Finn-Fsica. Manual de laboratorio de Fsica.

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