Práctica 9 - PRACTICA DE ELECTROMAGNETISMO PDF

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UNIVERSIDAD DE SONORADIVISIÓN DE INGENIERÍALaboratorio de física IIIMaestro Angel Coronel BeltranPráctica no. 9 “Ley de inducción de Faraday”Téllez Verdugo Daniela MaríaGil Valenzuela Alan EnriqueVera Mar EstebanFecha: 26 de octubre del 2020.IntroducciónEl campo magnético terrestre está mayoritariam...

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UNIVERSIDAD DE SONORA

DIVISIÓN DE INGENIERÍA

Laboratorio de física III

Maestro Angel Coronel Beltran

Práctica no. 9 “Ley de inducción de Faraday”

Téllez Verdugo Daniela María Gil Valenzuela Alan Enrique Vera Mar Esteban

Fecha: 26 de octubre del 2020.

Introducción El campo magnético terrestre está mayoritariamente producido por las corrientes eléctricas que ocurren en el núcleo externo, de naturaleza líquida, que está

compuesto de hierro fundido altamente conductor. El campo magnético se genera al formar una línea de corriente una espira cerrada ( Ley de Ampere ); un campo magnético variable genera un campo eléctrico ( Ley de Faraday); y los campos eléctrico y magnético ejercen una fuerza sobre las cargas que fluyen en la corriente (la Fuerza de Lorentz). Según

la

ley

de

Lenz,

cualquier

cambio

del

campo

magnético

sería

instantáneamente contrarrestado por corrientes, por lo que el flujo a través de un volumen de fluido dado no podría cambiar. Al moverse el fluido, el campo magnético se desplazaría con él. El teorema que describe este efecto se llama «Teorema del flujo congelado». Incluso en un fluido con una conductividad finita, se generaría un nuevo campo en el estiramiento de las líneas de campo al moverse el fluido de manera que lo deforme. Este proceso podría continuar generando campo de manera indefinida, si no fuera porque al aumentar la intensidad de éste, se opone al movimiento del fluido. El campo magnético puede ser representado en cualquier punto por un vector tridimensional. Una forma común de medir su dirección es usar una brújula para determinar la dirección del norte magnético. Su ángulo con respecto al norte geográfico se denomina declinación. Apuntando hacia el norte magnético el ángulo que el campo mantiene con la horizontal es la inclinación. La intensidad (F) del campo es proporcional a la fuerza que se ejerce sobre el imán. También se puede usar una representación con coordenadas XYZ en las que la X es la dirección de los paralelos (con sentido este), la Y es la dirección meridiana (sentido hacia el polo norte geográfico) y la Z es la dirección vertical (con el sentido hacia abajo apuntando al centro de la Tierra).

Materiales 1. Una bobina con derivaciones para diferente número de vueltas. 2. Un multímetro.

3. Una fuente de corriente directa (hasta 500 miliamperes) 4. Una brújula. 5. Una regla de 30 centímetros.

Procedimiento Conectar el circuito que lo conforma el multímetro a la bobina con diferanciones y asu vez a una fuente de corriente directa

Esquema teorico

Acercar la brújula para que interactúe con el campo magnético generado por la bobina y a su vez que esté interactuando con el de la tierra.

Antes de acercar hacia el campo magnético generado por la bobina vemos que la flecha de la brújula está apuntando a norte a 0°

Alinear el centro de la brújula con el de la bobina

Verificamos que el flujo de bobina va en dirección anti horario por lo tanto el campo magnético inducido va hacia el oeste

Por lo tanto el campo la brújula apunta hacia el campo magnético resultante

Encendemos la fuente y entre más corriente le apliquemos será mayor el campo magnético de la bobina y la brújula apunta hacia el campo magnético resultante.

Vamos alimentando la fuente para que marque de 0 a 20 grados la brújula y verificamos cuanto marca el multímetro en este caso 24.8 miliamperes

Con una regla medir el diámetro de la bobina

Resultados *( Nota: Para esta parte se utilizó otro video que nos proporcionará datos para intentar hacer una tabla)* Para calcular el campo magnético terrestre se usarán dos formas. Una será

mediante promedios y la segunda, a través de ajuste de datos.

Primera forma: 1. Promedios:

N

i(ma)

Bb (T)

24

0.0905 A

2.96*^-5 Gauss

50

0.0433 A

2.95*^-5

100

0.0216 A

2.956*^-5

2.91*10^-5 – 2.96*^-5

2.91*10^-5 – 2.95*^-5

Radio= 0.046 m

B b = 0.0000295666 Gauss εp= 1.71%

Segunda forma:

δBb (T)

2.91*10^-5 – 2.956*^-5

Ecuación= (x-x1)m = y-y1 Pendiente= m= y-y1 / x-x1 m= 2.17 Conclusiones y preguntas 1. ¿Cómo fue el error obtenido en el cálculo del campo magnético terrestre? ¿Cuáles son las principales fuentes de error en el experimento? R: Fue muy bajo a pesar que no se hizo en laboratorio, ya que se siguió paso a paso como lo indicaba en el video, pero aun asi al hacerlo nosotros, algunos decimales se omitían o simplemente se redondearon y esas dos causas son las más comunes para que se presenten errores muy bajos en los cálculos

2. ¿Cómo son entre sí los valores del campo magnético terrestre obtenido por las dos formas?

R: Son muy parecidos, solo varían algunos decimales 3. El campo magnético terrestre total, en esta localidad, forma un ángulo con la dirección horizontal y el que se obtuvo en el experimento es en realidad la magnitud de la componente horizontal de dicho campo ¿por qué el método usado en la práctica no sirve para obtener la magnitud resultante del campo magnético terrestre? R: Porque la brújula está interactuando con dos campos magnéticos al mismo tiempo con el campo magnético resultante y con el campo magnético terrestre por lo tanto se obtiene el campo magnético resultante de ambos. 4. Investigue el ángulo que forma el campo magnético terrestre total en la localidad con dicho ángulo y la magnitud de la componente horizontal calculada en la práctica, obtenga la magnitud del campo magnético terrestre total. Auxiliese del dibujo anterior para realizar dicho cálculo. R: El campo magnético terrestre se puede aproximar con el campo creado por un dipolo magnético (como un imán de barra) inclinado un ángulo de 15 grados con respecto al eje de rotación terrestre. BTH= BB Tan (θ) = 2.96x10^-5 Tan (70°) = 8.133x10^-5 BT= BTH/ Cos (Φ) = 8.133x10^-5 / Cos (50°) = 1.265x10^-4 5. ¿Cuál es la explicación más aceptada en la actualidad sobre el origen del campo magnético terrestre? R: La teoría más aceptada es la del efecto dínamo en el núcleo exterior líquido de la Tierra. En este mecanismo dínamo el movimiento fluido en el núcleo exterior de la Tierra mueve el material conductor (hierro líquido) a través de un campo magnético débil, que ya existe, y genera una corriente eléctrica. La corriente eléctrica produce un campo magnético que también interactúa con el movimiento del fluido para crear un campo magnético secundario. Juntos, ambos campos son más intensos que el original y yacen esencialmente a lo largo del eje de rotación de la Tierra. 6. ¿Qué efecto tiene el campo magnético terrestre sobre las partículas cargadas

procedentes del espacio? R: Las trayectorias de las partículas cargadas en un campo magnético van a depender de las fuerzas que actúan sobre ellas como consecuencia de la interacción con el campo. La fuerza sobre un cuerpo cargado que se desplaza en un campo magnético será siempre perpendicular a la dirección del movimiento en cada instante. Por lo tanto, la fuerza magnética no cambia la rapidez del cuerpo cargado, esto es, en cada momento el campo actúa cambiando la dirección del vector velocidad, pero no su magnitud. Cálculos

B b = ∑B b /3= 0.0000295666 Gauss εp= ((2.91*10^-5 – 2.96*^-5)/ 2.91*10^-5)*100= 1.71 Bibliografia: https://www.youtube.com/watch? v=UQkpcKle8ZQ&t=359s&ab_channel=JuanMenjivar https://www.youtube.com/watch?v=2B-zp7cLbaY&ab_channel=donZPK https://culturacientifica.com/2016/05/31/trayectorias-las-particulas-cargadas-campomagnetico/...