Componente Horizontal del Campo Magnético Terrestre

FS-415
Electricidad y Magnetismo II
UNAH
Universidad Nacional Autónoma de Honduras
Facultad de Ciencias
Escuela de Fı́sica
Componente Horizontal del Campo Magnético Terrestre
Elaborado por: M.Sc. Maximino Suazo
Reedición: Roberto Ortiz
Introducción
Un Solenoide de N espiras, diámetro D y longitud L se dispone con su eje geométrico paralelo
a la horizontal y perpendicular a la componente horizontal Bth del campo magnético terrestre.
Cuando por el solenoide circula una corriente I, la aguja de una brújula colocada en el centro de
la bobina se orienta a lo largo de la dirección del campo magnético resultante Br . Determine a
partir de estos hechos la magnitud de la componente horizontal.
Figura 1: Orientación de las componentes del campo
Objetivos
1. Calcular la magnitud del campo magnético producido en el centro de un solenoide cuando
circula a través de el una corriente eléctrica.
2. Determinar la magnitud de la componente horizontal del campo magnético de la tierra
mediante el método de la deflexión magnética en la aguja de una brújula.
Revisión del marco teórico
De Acuerdo a la bibliografı́a consultada
1. Tome en cuenta el numero N de espiras, el Diámetro D y la longitud L del solenoide, la
corriente eléctrica I que circula por el, y deduzca una ecuación que involucre a todas esas
cantidades para calcular el campo magnético axial generado por el mismo en su propio centro.
2. Considere la situación mostrada en la figura 1. ¿Qué relación existe entre el ángulo α, los
campos magnéticos Bb y Bth ?
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3. Utilice las expresiones de los incisos anteriores y demuestre que una grafica de tan(α) en
función de I dará como resultado una recta cuya pendiente m tiene la forma siguiente:
m=
µ0 N
√
Bth L2 D2
Montaje experimental
Materiales y Equipo
1. Bobina Bth
2. Brújula con escala angular
3. Multı́metro digital
4. Fuente de Voltaje DC
Preparación
1. Disponga la bobina de tal manera que su eje se oriente perpendicularmente a la dirección
indiciada por la aguja de la brújula. Instale esta última en el centro de la bobina.
2. Conecte en serie la fuente de voltaje, el amperı́metro y la bobina tal como se muestra en la
figura 2
Figura 2: Montaje Experimental
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Procedimiento Experimental
1. Coloque la perilla de selección del amperı́metro en la escala para medir corriente directa
(DC), indicando el rango 0-2 A o 0-1 A.
2. Seleccione en la fuente la modalidad de voltaje directo (DC) y coloque la perilla de ajuste
en la posición de mı́nimo valor. Encienda la fuente de voltaje.
3. Gire la perilla de ajuste para la salida del voltaje en la fuente hasta lograr que la aguja de
la brújula se mueva a 20 grados a partir de su posición relajada. Efectué la lectura del valor
indicado en la pantalla del Multı́metro y anótelo en la casilla correspondiente de la tabla 1.
4. Repita el paso anterior para los valores de indicados en la tabla 1.
Angulo α(o )
Corriente I(A)
tan(α)
20
30
40
50
60
70
Tratamiento de los Datos Experimentales
1. Haga una grafica de la tan(α) en función de la corriente I que circula por la bobina.
2. Usando regresión lineal encuentre el valor de la pendiente (con su incertidumbre absoluta)
de la mejor recta que conecte a los puntos graficados anteriormente.
3. Tome el valor de la pendiente que obtuvo en el apartado anterior y use la ecuación deducida
en la revisión del marco teórico para calcular el valor de la componente horizontal del campo
magnético de la tierra.
Conclusiones
Nota:sus conclusiones deben hacer referencia al problema planteado y estar fundamentadas en
sus resultados experimentales.
Bibliografı́a
Giangoli, D. C. (2000). Fisica para Universitarios (3ra ed., Vol. II). Prentice Hall.
Sears, F. W., Zemansky, M. W., Young, H. D., & Freedman, R. A. (1999). Fisica Universitaria
(9na ed., Vol. II). Addison Wesley Longman.
Serway, R. A. (1993). Fisica para Ciencias e Ingenieria (3ra ed., Vol. II). Mc Graw-Hill.
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