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UNIVERSIDADAUTÓNOMA DENUEVO LEÓNFACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICALaboratorio de Física IIIPRACTICA # 8“Ley de Ampere”Equipo # 5Instructor: Ing. Manuel Alejandro Elizondo de la GarzaSemestre: Agosto 2020 – Enero 2021Ciudad Universitaria, San Nicolas de los Garza, N. a 07de noviembre del 202...

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Laboratorio de Física III PRACTICA # 8 “Ley de Ampere” Alumno SOTO CASTILLO CARLOS ENRIQUE MENDOZA RODRIGUEZ JOSE KARLOS ALEMAN ROSALES IKER ALEJANDRO IBARRA GARZA FERNANDO DAVID LUNA LARA MARCELA GUADALUPE CAÑAMAR GUEVARA ERIC OZZIEL VERA CASTRO ABDIEL YAIRI RIVERA LOPEZ ANAHI MONTSERRAT BANDA RODRIGUEZ ANGEL LEONARDO REYNA CASAS JAHAZIEL ESAU

Matricula 1905233 1905539 1905964 1907918 1908071 1909438 1909619 1911072 1911691 1912539

Carrera IMTC IAS IME IME IMF IME IMTC IMTC IEA IAS

Equipo # 5 Instructor: Ing. Manuel Alejandro Elizondo de la Garza Semestre: Agosto 2020 – Enero 2021 Ciudad Universitaria, San Nicolas de los Garza, N.L. a 07 de noviembre del 2020. 1

Índice: Objetivo de la práctica …………………………………………………………………………. 3 Marco teórico ………………………………………………………………………………. 3 - 4 Hipótesis ……………………………………………………………………………………….. 4 Procedimiento …………………………………………………………………………….. 4 – 5 Análisis y cálculos …………………………………………………………………………….. 5 Evidencias ………………………………………………………………………………….….. 6 Preguntas del Instructivo ………………………………………………………………… 6 – 7 Conclusión ……………………………………………………………………………………... 7 Bibliografías ……………………………………………………………………………………. 7

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Objetivo de la práctica: Establecer experimentalmente las características cualitativas del campo magnético asociado a un conductor que transporta una corriente eléctrica y su relación con los diversos factores de los que depende.

Marco teórico: El físico y matemático André-Marie Ampere (1775-1836) enunció uno de los principales teoremas del electromagnetismo que suele considerarse como el homólogo magnético del teorema de Gauss. Las líneas de campo magnético generado por una corriente rectilínea son circulares y en general, al contrario que las líneas de campo eléctrico o gravitatorio no tienen comienzo ni final. Sin embargo, los campos magnéticos no son conservativos y por tanto, la circulación a lo largo de una línea cerrada no es nula y viene dada por la ley de Ampere. La ley de Ampere determina que la circulación del campo magnético a lo largo de una línea cerrada es equivalente a la suma algebraica de las intensidades de las corrientes que atraviesan la superficie delimitada por la línea cerrada, multiplicada por la permitividad del medio. En concreto para el vacío:

La expresión incluye la suma de todas las intensidades que atraviesan la línea cerrada. Sin embargo, las intensidades pueden tener distintos sentidos y por ende unas se considerarán positivas y otras negativas. Para determinar el signo de las intensidades, en primer lugar, es necesario determinar el vector de superficie formado por la línea cerrada. Para ello, se hace uso de la regla de la mano derecha. 3

Si el sentido de las intensidades coincide con el sentido del vector superficie, la intensidad se considerará positiva, por ende, si se orienta en sentido contrario la intensidad se considerará negativa. La ley de Ampere nos proporciona una serie de ventajas a la hora de estudiar los campos magnéticos generados por corrientes eléctricas. En concreto: • Nos permite calcular el campo magnético generado por corrientes eléctricas cuando se producen ciertas condiciones y se elige una línea cerrada adecuada. • Dado que el campo magnético a lo largo de una línea cerrada no es nulo, los campos magnéticos no son conservativos y por tanto, no existe un potencial escalar magnético

Hipótesis: Creemos que la limitación de la ley de Ampere generara dificultades debido a los textos básicos de electromagnetismo además de la demostración compleja de la ley de Biot y Savart.

Procedimiento: Para esta práctica se realiza un experimento en el cual se aplica el uso del campo magnético alrededor de una aguja imantada (Brújula en el caso del experimento),se colocó próximo a la aguja imantada un conductor por el que se circula corriente eléctrica para hacer que se mueva en diferentes direcciones evidenciando así la presencia de un campo magnético. A este 4

tipo de experimento se le llega a conocer como una reproducción del experimento de Oersted. Demostrándonos que las corrientes eléctricas llegan a generar campos magnéticos.

PASOS DEL EXPERIMENTO: • Se coloca un conductor (cable en el caso de esta práctica) encima de una brújula. • Se pasa corriente de amperaje a través de conductor (una pila comúnmente en este tipo de prácticas) • Se observa detenidamente el experimento para visualizar los resultados • Se repite el procedimiento cambiando variables como seria cambiando el amperaje de la corriente eléctrica o cambiando la colocación del conductor con respecto a la brújula

Análisis y cálculos: En está practica no fue necesario realizar cálculos.

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Evidencias:

Preguntas del instructivo: ¿Todo lo que se consideró se comprobó? R= Si, puesto que teníamos en nuestra hipótesis que el campo magnético de una corriente eléctrica alteraría el sentido de la brújula. ¿Algo no fue considerado? R= En este experimento solo necesitamos la pila, el conductor que en este caso fue un cable y la brújula, y todo fue considerado. ¿Se logró realizar la práctica experimental? ¿Por qué? R= Si, ya que cuando se colocó los cables en la pila, la brújula cambio su dirección de forma perpendicular al cable y dependía de donde se colocará 6

el cable ya que si se ponía por encima la brújula apuntaba hacia afuera y si el cable estaba por abajo la brújula tendía a apunta hacia dentro. ¿Cómo están los resultados con respecto a la ley de ampere? R= Son parecidos ya que la ley de ampere nos dice que el campo magnético es un campo angular con forma circular, cuyas líneas encierran la corriente y que la dirección es tangencial por lo tanto si le agregamos otro campo magnético su dirección cambiaria, y en este experimento esto se cumple. ¿Qué importancia practica le otorga a la ley de ampere? R= Que nos permite hallar el campo magnético, es utilizado para crear los transformadores que usamos en nuestros dispositivos eléctricos y electrodomésticos.

Conclusión: La investigación realizada confirma la hipótesis inicial acerca de la limitación que contiene el tratamiento de la ley de Ampere en los textos básicos de electromagnetismo, lo cual estaría generando dificultades conceptuales a los alumnos, en particular cuando intentan utilizarla para resolver cierto tipo de problemas. La complejidad matemática que representa la demostración de la ley de Ampere a partir de la ley de Biot y Savart para el caso general de una espira cerrada con corriente no justificaría la forma simplificada con que se la está enseñando.

Bibliografía: • Manual de laboratorio de física 3. • Clase en línea del 2 de noviembre del 2020. • https://www.youtube.com/watch?v=y6Kqv_tUEhs

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