Campo Magnético - informe de laboratorio. PDF

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informe de laboratorio....

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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

NOMBRE DEL ESTUDIANTE: Llumiquinga Llumiquinga Priscila Mishell FACULTAD:Facultad de Filosofía, Letras y Ciencias de la Educación CARRERA: Matemática y Física

FECHA: 2021-06-17

SEMESTRE: PARALELO: A 8vo.

GRUPO N. 4

PRÁCTICA N°. 1

TEMA: Campo magnético y líneas de fuerza Objetivos 1. Identificar experimentalmente los polos de un imán. 2. Visualizar las líneas de fuerza generadas por un campo magnético alrededor de un imán, entre dos imanes y alrededor de un selenoide. 3. Determinar experimentalmente la dirección de las líneas de fuerza usando un magnetómetro. 4. Comprobar la interacción entre polos de la misma naturaleza, polos de diferente naturaleza de elementos magnetizados. Equipo de Experimentación 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Dos imanes Selenoide de 180 espiras. Fuente de corriente contínua. Magnetómetro o brújula. Porción de limallas finas de hierro. Hoja de papel bond. Conductores. Figura 1.

Fundamento Conceptual • Naturaleza del magnetismo terrestre en ciertos elementos metálicos. • Diferencia y semejanza entre campo gravitacional, campo eléctrico y campo magnético. • Intensidad de campo magnético: definición, ecuación, unidades de medida. • Líneas de fuerza en el interior de un campo magnético: dirección. • Magnetómetro: definición, utilidad. • Relación entre el campo magnético y la corriente eléctrica.

Procedimiento

1. Definir la polaridad de los extremos de cada imán por la interacción con la aguja del magnetómetro. 2. Colocar una hoja de papel bond sobre uno de los imanes, sobre esta espolvorear limallas de hierro hasta que las limallas adopten una disposición definida. Graficar y relatar lo observado. 3. Orientar la brújula hacia el norte magnético terrestre, desplazarlo sobre la hoja sobrepuesta al imán en el perímetro de éste, en el centro, dejar graficadas las direcciones que indica la aguja empezando por el norte magnético terrestre. 4. Ubicar los imanes confrontados por los polos semejantes dejando una distancia que permita tener un campo magnético, sobreponer la hoja de trabajo, esparcir las limallas, especialmente entre los polos confrontados, observar y graficar la configuración que adoptan las limallas. 5. Repetir la actividad anterior ubicando los imanes frente a frente con los polos opuestos. 6. Ubicar los imanes paralelamente, uno junto a otro, coincidiendo la orientación de los polos, colocar la hoja de papel sobre ellos, esparcir las limallas, observar y graficar la configuración de las limallas, especialmente en el área entre los imanes. 7. Repetir el paso 6, modificando la orientación de los polos de uno de los imanes. 8. Utilizar la brújula para orientar el selenoide con el norte magnético de forma que las espiras queden en dicha dirección. Armar el circuito indicado en la ilustración 1. Identificar la dirección de recorrido de la corriente eléctrica. Espolvorear delicadamente hasta que las limallas adopten una configuración definida. Observar y graficar los obtenido. 9. En las mismas condiciones de la actividad anterior, desplazar el magnetómetro en la periferia del selenoide, en el interior, e identificar la dirección de las líneas de fuerza en los contornos y en el interior. Observar y graficar lo obtenido. 10. Cambiar la dirección del recorrido de la corriente eléctrica. Se puede cambiar la conexión de los contactos de la fuente, repetir la actividad anterior.

Cuestionario 1. Explicar cómo identificó los polos de cada imán Los polos del imán se identificaron con ayuda de la brújula cuya aguja, debido al magnetismo de la Tierra, se encuentra apuntando hacia el norte. Al acercar la brújula a los extremos del imán, se observa que: si la punta que indicaba el norte es atraída, dicha parte del imán posee una polaridad S (polo sur) y si es repelida posee una polaridad N (polo norte), ya que polos opuestos se atraen y polos iguales se repelen. Polo Norte:

Polo norte:

2. Describir la configuración de las limallas de hierro en la periferia y en la parte central del imán. Indicar la dirección de estas configuraciones de acuerdo con la orientación de la aguja del magnetómetro; explicar dónde nace, qué forma adoptan y dónde llegan las líneas de fuerza.

La configuración de las limallas de hierro en la periferia refleja líneas más separadas en comparación de las líneas de fuerza en la parte central donde se concentra una mayor cantidad. Por otro lado, gracias a la brújula se puede conocer que las líneas de fuerza nacen en el polo norte y toman dirección hacia el polo sur como se observa en la imagen. 3. Describir y explicar la configuración de las limallas de hierro cuando se ubicó los imanes uno frente a otro. A. Polos de la misma naturaleza:

Cuando son polos de la misma naturaleza las limallas toman la dirección hacia el otro extremo o polo del mismo imán. El hecho de que estén enfrentados polos de la misma naturaleza habrá una fuerza de repulsión que se observa en el espacio entre los imanes donde hay carencia de limallas o donde se ve que estas toman direcciones opuestas. B. Polos de diferente naturaleza:

Cuando se trata de polos opuestos enfrentados, las limallas generan líneas de fuerza entre los dos imanes, en el imán 1 estas van del norte al sur y en el imán 2 van del polo sur hacia el polo norte, esto reflejando también la fuerza de atracción entre polos de distinta naturaleza. C. Generalizar la configuración de las líneas de fuerza al interactuar polos de la misma naturaleza y de diferente naturaleza, compare con la interacción entre cargas eléctricas cercanas de igual naturaleza y de naturaleza opuesta.

Como ya se observó en los dos literales anteriores, fácilmente se puede inferir que el comportamiento de los polos magnéticos es igual al comportamiento de las cargas eléctricas, debido a que los polos opuestos se atraen y los polos iguales se repelen, tal cual sucede con las cargas eléctricas que si son del mismo signo se repelen y de signo distinto se atraen. 4. Describir la configuración de las limallas de hierro en los imanes paralelos, explicar dónde nacen y a dónde llegan las líneas de fuerza. A. Imanes paralelos con polos de igual naturaleza:

Cuando se trata de imanes paralelos en la que los po los correspondientes son de igual naturaleza se puede observar que las limallas de hierro forman líneas que van del polo norte hasta el polo sur, sin embargo, en el área entre los dos imanes se observa una especie de expulsión de las limallas debido a que las direcciones cambian y nunca llegan a unirse las líneas de fuerza. B. Imanes paralelos con polos de distinta naturaleza

Al colocar dos imanes paralelamente cuyos polos correspondientes son opuestos, las líneas de fuerza que se forman se van a presentar de dos formas, tal como se observa en la imagen, las flechas rojas denotan la dirección de líneas de fuerza que van del polo norte al polo sur en un mismo imán, mientras que las flechas negras muestran la dirección de las líneas de fuerza que van de polo norte a polo sur, pero en imanes diferentes, esto debido a la atracción entre los polos. 5. Explicar si en el selenoide se generó o no campo magnético, de haberse generado, argumentar por qué se generó. Graficar la dirección de las

líneas de fuerza, si se generó campo magnético, indicando por la interacción con la aguja del magnetómetro.

En el solenoide sí se genera un campo magnético debido al paso de corriente eléctrica proporcionado por la fuente, la dirección de este campo se verifica mediante el uso de la brújula, con la cual se establece dónde está el polo norte y el polo sur. 6. Comparar el efecto al modificar la conexión del circuito formado; explicar si hubo o no alguna alteración en la orientación de las líneas de fuerza indicada por la deflexión de la aguja del magnetómetro. Qué modificación en la formación de los polos magnéticos.

Al modificar la conexión del circuito, se genera un nuevo campo magnético en dirección a la nueva dirección de la corriente, lo que hace que cambie la dirección de las líneas de fuerza, y es que con la nueva dirección de la corriente se invierten los polos. 7. Con lo obtenido en las preguntas anteriores, explicar cómo se utilizaría la ley de la mano derecha para definir la dirección del campo magnético. Gracias a todo lo analizado en las preguntas anteriores, se puede inferir que, al utilizar la regla de la mano derecha, el pulgar apuntará hacia el sentido de la corriente, mientras que la curvatura del resto de los dedos es la que simbolizará la dirección del campo magnético.

Conclusiones 1. 2. 3. 4.

Los polos opuestos se atraen y los polos iguales se repelen. Las líneas de fuerza toman una dirección que parte del polo norte y se dirigen hacia el polo sur, además estas líneas de fuerza nunca se cruzan. Una mayor concentración de líneas de fuerza representa una mayor densidad de flujo magnético. La polaridad de un campo magnético generado por una corriente eléctrica depende de la dirección de dicha corriente.

Bibliografía Greca, I. M., & Moreira, M. A. (1998). Modelos mentales y aprendizaje de física en electricidad y magnetismo. Enseñanza de las Ciencias: revista de investigación y experiencias didácticas, 289-304. Purcell, E. M. (1988). Electricidad y magnetismo (Vol. 2). Reverte. Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2016). Física: electricidad y magnetismo. Cengage Learning....