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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA

LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

PRÁCTICA 9 - Fundamentos del magnetismo INTEGRANTES: ● Acosta Badillo Eleonor Wendy ● Cabello Vega Uriel ● Islas Espino Jesus Abraham ● Lopez Hernandez Yesenia Sarahi MTRA. ADRIANA YOLOXOCHIL JIMENEZ RODRIGUEZ GRUPO 10 BRIGADA 3 SEMESTRE 2022-2 FECHA DE REALIZACIÓN: 12 Noviembre 2021

Objetivos de aprendizaje Objetivo General: El alumno conocerá los fundamentos del magnetismo, comprenderá el concepto de campo magnético, deducirá las propiedades de las líneas de campo y comentará con el grupo algunas aplicaciones.

Objetivos específicos: • Explicar el concepto de campo magnético. • Conocer las unidades de medición del campo magnético. • Conocer los fenómenos magnéticos fundamentales. • Deducir y comprender las condiciones bajo las que se manifiesta el campo magnético. • Conocer y utilizar el concepto de líneas de inducción de campo magnético.

Introducción Ya desde hace varios siglos en la antigua Grecia el descubrimiento del magnetismo. Su efecto de atracción y repulsión. El magnetismo es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. El único imán natural conocido es un mineral llamado magnetita, sin embargo, todos los materiales son influidos, en mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético. En algunos de ellos es más fácil detectar estas propiedades magnéticas, como por ejemplo el níquel, el hierro o el cobalto. El experimento formal del magnetismo lo hizo Oersted en 1820 donde se constató el campo magnético. Actualmente se utiliza el campo magnético en la tecnología. Para guardar datos gigantes en unidades pequeñas. En la medicina se ocupa al igual a los aparatos tecnológicos como la resonancia magnética Desarrollo Actividad 1

Con el simulador propuesto, verifica la existencia de los polos magnéticos de la Tierra. Analiza y comenta con el grupo lo realizado. En el siguiente espacio anota tus resultados. Dibuja el esquema correspondiente a las líneas de campo magnético que se forman alrededor de un imán.

Imagen 1.-Campo magnético terrestre En la imagen 1 se logra simular el comportamiento del campo magnético terrestre, en la teoría se conoce que los polos magnéticos son contrarios a los polos geográficos. Para corroborar esto, se “invierte” la polaridad.

Imagen 2.- Campo magnético invertido terrestre Al cambiar de posición los polos magnéticos, se aprecia que la orientación de la brújula cambia, confirmando la aseveración de que los polos magnéticos serán contrarios a los polos geográficos. Finalmente, para realizar el esquema y por practicidad, se hace uso de el programa para realizar una simulación, en donde se aprecian las líneas de campo magnético.

Imagen 3.- Líneas de campo magnético

Conclusión de la actividad: Se comprueba la existencia de campos magnéticos por medio de una simulación, en donde por medio de una brújula, se puede saber la orientación de los campos y la intensidad de dicho campo, mientras en el ecuador será menor la intensidad, respecto a los polos geográficos.

Actividad 2. Campo magnético producido por un conductor recto (experimento de Oersted) Usando los simuladores propuestos analiza el campo magnético producido por un cable conductor Dibuja las líneas de campo magnético producidas por la intensidad de corriente y anota tus observaciones

Podemos ver que la brújula sufre el efecto del campo magnético por el flujo de electrones en el conductor. En este caso el pulgar, usando la regla de la mano derecha,apunta a la izquierda de la página con lo que el campo magnético sube de lado de la pila y baja de lado opuesta a ésta. En el caso de la primera imagen, siguiendo usando la regla de la mano derecha, pudimos ver las líneas de campo magnético que son como se muestran, apuntando el pulgar en la misma dirección de la corriente. Conclusiones: La regla de la mano derecha es bastante útil en el momento de describir las líneas de campo magnético que rodean un conductor que tiene una corriente eléctrica. El pulgar va en dirección de la corriente, y la dirección en donde apuntan los demás dedos es la dirección de las líneas de campo magnético

Actividad 3 Con el simulador propuesto, comprueba la existencia de un campo magnético producido por una bobina. Campo magnético en una bobina Vídeo P9A3 Material y equipo: a. Brújula. b. Limadura de hierro. c. Fuente de 0-20 [V] y 0-10 [A] de cd. d. Solenoide de 800 vueltas y núcleo recto de acero. e. Bobina de 80 espiras. f. Cables para conexión (proporcionados por los alumnos). Campo magnético en una bobina En la actividad anterior vimos que en un conductor podemos obtener un campo magnético. Si queremos generar un campo magnético más grande, lo que hacemos es convertir al cable recto en una bobina que es un bucle, si agregamos más bucles convertimos la bobina en un solenoide y por ende el campo magnético será mayor.

Imagen1: solenoide conectado a una batería

imagen de la bobina encendida

En la bobina de 80 espiras por medio del flujo de la corriente eléctrica. Con ayuda de la brújula se comprueba que se encuentra presente un campo magnético. El campo magnético que rodea al cable conductor por el que circula corriente, por lo que el sentido es al norte

Conclusiones En esta actividad retomamos y podemos comprender de mejor manera el uso de la regla de la mano derecha para dos tipos de casos; el primero en una bobina y el segundo para un solenoide y como el campo se comporta diferente en ambos casos. También pudimos diferenciar uno de otra debido a la cantidad de bucles o enrollamientos que se tengan. En este caso un solenoide será un conjunto de bobinas. Actividad 4 Efectos del campo magnético Observa qué le sucede al haz de electrones cuando le acercas de manera independiente el polo norte y el polo sur del imán. Tubo de Crookes Video P9A4 Material y equipo a. Imán de herradura. b. Osciloscopio. Dibuja un esquema que muestre la velocidad ( v ) del electrón, el campo magnético ( B ) y la fuerza de origen magnético ( F ) que actúa sobre el electrón. Indique las direcciones de estos vectores.

Usando la regla de la mano derecha para saber la dirección de los vectores donde van los electrones

Conclusión del experimento Aplicando la regla de la mano derecha sabremos la dirección del vector a donde se desvian los electrones. En el osciloscopio observamos cómo y hacia dónde se desviarán los electrones. Conclusión Acosta Badillo Eleonor Wendy Se logra cumplir con los objetivos al entender el concepto de campo magnético, así mismo el concepto de líneas de campo magnético, por medio de las simulaciones. Además bajo qué condiciones se genera, ya sea por medio de inducción de corriente o naturalmente como en la tierra (demostración de la existencia de un campo magnético). Cabello Vega Uriel Se logró ver, comprender y explicar el concepto de campo magnético, así como también se logró obtener el valor de campo magnético y se analizaron sus unidades. Se analizó el experimento de Oersted en donde vimos el flujo de líneas de campo magnético, así como su relación con la regla de la mano derecha. Se observaron los principales fenómenos causados por estos acontecimientos. Islas Espino Jesús Abraham Se comprendió el concepto de campo magnético con ayuda de los simuladores. Vimos cómo funciona el campo magnético en el planeta tierra a grandes rasgos. En el experimento de Oersted se vio el flujo de líneas de campo magnético, así como la regla de la mano derecha.Se comprendieron las condiciones bajo las que se manifiesta el campo magnético. Se pudieron apreciar la líneas de inducción de campo magnético. Lopez Hernandez Yesenia Sarahi

La realización de esta práctica sirvió para conocer mejor el comportamiento de los campos magnéticos. Como pudimos analizar en la práctica, se comprobó que los campos magnéticos en la tierra si existen y son contrarios a los polos. También se comprobó cómo pasa la energía alrededor del experimento de Oersted gracias a una batería y una brújula, de igual manera se hicieron comprobaciones con la regla de la mano derecha para obtener la dirección de la corriente eléctrica. Referencias Sears, Zemansky (2009) Física universitaria con física moderna Serway, R. A., Jewett, J. W. (2008) Física para ciencias e ingeniería....