Informe 1 Campos Magnéticos y Líneas de Fuerza PDF

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Campos magnéticos y lineas de fuerza...

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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

NOMBRE DEL ESTUDIANTE: César Ernesto Toaquiza Calero FACULTAD:Facultad de Ingeniería Ciencias Físicas y Matemática CARRERA: Ingeniería Civil

FECHA: 24/06/2020

SEMESTRE: 6

GRUPO N. 5

TEMA:

PARALELO: 2

PRÁCTICA N°. 1

Campos magnéticos 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. 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. Solenoide de 180 espiras. Fuente de corriente continua. Magnetómetro o brújula. Porción de limallas finas de hierro. Hoja de papel bond. Conductores.

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Figura 1. Campo eléctrico y líneas de fuerza

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.  Magnetrómetro, definición y utilidad.  Relación entre el campo magnético y la corriente eléctrica.

Procedimiento 1. 2.

3.

4.

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7. 8.

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10.

Definir la polaridad de los extremos de cada imán por la interacción con el agua del magnetómetro. 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. 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. Ubicar los imanes confrontados por 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. Repetir la actividad anterior ubicando los imanes frente a frente con polos opuestos. Ubicar los imanes paralelamente, uno junto al otro, coincidiendo la orientación de los polos. Colocar la hoja de papel sobre ellos, esparcir las limallas. Observar y graficar la configuración de las limalla, especialmente en el área entre los imanes. Repetir el paso 6, modificando la orientación de los polos de uno de los imanes. Utilizar la brújula para orientar el solenoide 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 limallas en el contorno del selenoide y en el interior. Golpear delicadamente hasta que las limallas adopten una configuración definida. Observar y graficar lo obtenido. En las mismas condiciones de la actividad anterior, desplazar el magnetómetro en la periferia del solenoide, en el interior e identificar la dirección de las líneas de fuerza en los contornos y en el interior. Observar y graficar lo obtenido. Cambiar la dirección de recorrido de la corriente eléctrica. Se puede cambiar la conexión en los contactos de la fuente, repetir la actividad anterior.

Registro de datos

Figura 2: Equipos de la practica.

Figura 3: Campo magnético producido por un imán.

Figura 4: Campo magnético producido por dos imanes unidos en los polos de dirententes naturalezas.

Figura 5: Campo magnetico producido por dos Imanes unidos en los polos de igual naturaleza

Figura 6: Campo magnético producido por dos Imanes ubicados en paralelo.

Cuestionario 1. Explicar cómo identificó los polos de cada imán. Con ayuda de la brujula, ya que esta y el polo positivo del imán consideran una tendencia a orientarse al polo norte magnético de la tierra. 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 a la orientación de la aguja del magnetómetro, explicar dónde nace, qué forma adoptan y a dónde llegan las líneas de fuerza. Las limallas de hierro son una representacion física de lo que viene siendo el campo magnético que generan los imanes en su periferia, en donde en la parte central del iman no se llegan a a unir. La orientación del magnetómetro indican la dirección que toman las limallas que salen desde el polo positivo y llegan hacia el polo negativo del imán. La forma que adoptan las líneas de fuerza son elipsoidal. 3. Describir y explicar la configuración de las limallas de hierro cuando se ubicó los imanes uno frente a otro: a) Los polos de la misma naturaleza. Cuando dos polos de la misma naturaleza ubican uno frente al otro, las limallas tienden a alejarse y no se llegan a juntar en ningún momento.

b) Los polos de diferente naturaleza. Cuando dos polos de naturaleza distinta se ubican uno frente al otro, las limallas se aproximan hacia uno de los polos del imán. 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. Se puede observar que cuando se ubican dos imanes cercas y se juntan polos de la misma naturaleza las líneas de fuerza parecen repelerse, mientras que si se juntan dos polos de diferente naturaleza, las líneas de fuerza se dirigen de el polo positivo al polo negativo. Existe una interacción similar entre la dirección de las líneas de fuerzas del campo eléctrico y las líneas de fuerza del campo magnético, se repelen cuando las cargas eléctricas son de la misma naturaleza y se dirigen de la carga positiva a la negativa cuando son de diferente naturaleza. 4. Describir la configuración de las limallas de hierro en los imanes paralelos, explicar dónde nacen y a dónde llegan las líneas de fuerza. Al tener dos imanes paralelos se puede observar que la dirección de las líneas de fuerza representadas por las limallas nacen del polo positivo y llegan en el polo negativo, mientras que en la parte central entre los dos imanes, existirá la zona en donde las limallas se repelen por el hecho de la proximidad de los polos de la misma naturaleza. 5. Explicar si en el solenoide se generó o no campo magnético, de haberse generado argumentar por que se generó. Graficar la dirección de las líneas de fuerza, si se generó un campo magnético, indicando por la interacción con la aguja del magnetómetro. Si se generó campo magnético dentro y fuera del solenoide, ya que dentro de este circula corriente eléctrica que los conductores aportan. La dirección de la aguja del magnetómetro apuntará en dirección del sentido en la que la corriente eléctrica fluye dentro de solenoide. 6. Comparar el efecto al modificar la conexión del circuito formado, explicar si hubo o no alguna alteración en la orientación de las lineas de fuerza indicada por la deflexión de la aguja del magnetómetro. Qué modificación en la formación de los polos magnéticos. Si existe una alteración en la orientación de las líneas de fuerza, ya que la aguja del magnetómetro obedece el sentido en la que la corriente fluye dentro del solenoide, y si la conexión del circuito formado anteriormente se modifica, la dirección en donde apunte la brújula también lo va a hacer. 7. Con lo obtenido en las dos preguntas anteriores, explicar cómo se utilizaría la ley de la mano derecha para definir la dirección del campo magnético La ley de la mano derecha es un método que, con ayuda del pulgar, señalando la dirección de la intensidad de corriente que genera un conductor, podemos saber la dirección del campo magnético, que va en sentido de como giran los dedos restantes de la mano derecha.

Conclusiones 

Se observó que la dirección de las líneas de fuerza del campo magnético va definida por la interacción que van a tener los polos de un imán, es decir, si dos imanes se juntan uno frente al otro en sus polos de igual naturaleza, las líneas de fuerza presentes se van a repeler, y si los polos juntados son de diferente naturaleza las líneas de fuerzas van a tender a dirigirse a uno de estos polos (polo positivo).



La dirección de las líneas de fuerza en un campo magnético generadas por el solenoide está íntimamente relacionada con el sentido con el que fluye la corriente eléctrica dentro de este, ya que, si se lo modifica al sentido contrario, las líneas de fuerza van a también van cambiar.



Se logró identificar los polos de un imán, considerando que cuando las líneas de fuerzas representadas por las limallas de hierro tienden a salir el polo es positivo, y cuando tienden a entrar quiere decir que ese polo es negativo.



En la práctica se puede observar que las líneas de fuerza del campo magnético nunca se entrecruzan entre si y mientras más alejadas están unas de otras quiere decir que la intensidad del campo es menor, de igual manera si las líneas de fuerza están más próximas entre sí, quiere decir que hay mayor intensidad del campo magnético....