Manual de Prácticas. Práctica número 11 Campo magnético

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1 Práctca número 11 Campo magnétco Tema Correspondente: Electromagnetsmo Nombre del Profesor: Nombre completo del alumno Frma N de brgada: Fecha de elaboracón: Grupo: Elaborado por: Revsado por: Autorzado por: Vgente desde: Elzabeth Agurre Maldonado Rgel Gámez Leal Gabrel Jaramllo Morales M del Carmen Maldonado Susano Dr. Gerardo René Espnosa Pérez 19 novembre 008

2 Segurdad en la ejecucón 1 Pelgro o Fuente de energía Los manes de barra son extremadamente frágles; no los golpeé, n los deje caer. Resgo asocado Se pueden romper. 1. Objetvos de aprendzaje a) Detectar la presenca de campo magnétco B e dentfcar los polos magnétcos de un mán. b) Expresar en un enuncado las nteraccones entre dos polos magnétcos de guales y dferentes nombres. c) Valdar expermentalmente la ley de la fuerza magnétca que actúa sobre una carga móvl. d) Valdar expermentalmente la ley de la fuerza magnétca que actúa sobre un conductor con corrente dentro de un campo magnétco. e) Medr el campo magnétco producdo por una corrente eléctrca en un solenode, en uno de sus extremos. f) Detectar la nfluenca de los materales en los fenómenos magnétcos. 3. Materal y Equpo 1 Caja con lmadura de herro 1 Brújula Imanes de barra [extremadamente frágles] 1 Imán de herradura [extremadamente frágl] 1 Fuente de almentacón de 0 a 10 [V] 1 Base 1 Varlla de 70 [cm] Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna

3 1 Soporte de conductor Cables largos 1 Conductor en forma de U 1 Bobna de nduccón con accesoros 3 Núcleos: uno de alumno, uno de herro y otro de cobre 1 Teslámetro con punta axal 0.5 [m] de hlo de cáñamo 1 Flexómetro Para uso del profesor 1 oscloscopo 4. Desarrollo Actvdad 1 Con ayuda de la brújula y con sus nocones sobre orentacón geográfca, dentfque los cuatro puntos cardnales en el laboratoro. Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna 3

4 Actvdad Suspenda cada uno de los manes de barra, atados en su parte meda con el hlo de cáñamo y dejándolo grar, dentfque como polo norte N al extremo del mán que apunte al norte geográfco y smlarmente dentfque el polo sur S. Actvdad 3 Con las recomendacones anterores, analce las fuerzas de nteraccón entre los polos de gual nombre y entre los polos de nombre dferente, enunce sus resultados: Actvdad 4 Con el empleo del oscloscopo, haga ncdr el haz electrónco en el centro de la pantalla, cancelando el barrdo horzontal de la base de tempo. Acerque lo más posble un polo del mán y observe la desvacón del haz electrónco; deduzca la dreccón de la fuerza magnétca sobre el electrón la fuerza que desvía al haz electrónco. Indque en el sstema de referenca sguente las dreccones de: el campo magnétco aplcado B, la velocdad de los electrones v y la de la fuerza magnétca F. Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna 4

5 Actvdad 5 Arme el dspostvo expermental ndcado en la fgura sguente y haga crcular una corrente constante I = 4 [A], s esto es posble, detecte s exste nteraccón alguna entre el conductor y el mán de herradura, cuyos polos deben dentfcarse de antemano. Inverta la polardad de los cables de almentacón en la fuente y observe la nteraccón entre el conductor y el campo magnétco B del mán. Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna 5

6 Actvdad 6 Calbre el teslámetro, con la punta de prueba axal. Varíe la corrente en la fuente, regstre la lectura en el punto E (extremo) del solenode con núcleo de are y regstre los resultados en la tabla sguente. Mda y anote el valor de la longtud ( ) del solenode. I [A] B E [mt] donde B E = B = [ ] E Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna 6

7 Actvdad 7 Mda la magntud del campo magnétco B los núcleos de otros materales: E con la corrente máxma empleada, pero ahora con ) con alumno (materal paramagnétco) B E p = [ ] ) con cobre (materal damagnétco) B E d = [ ] ) con herro (materal ferromagnétco) B E f = [ ] Expresones matemátcas necesaras F q v B. En el extremo de un solenode: B N I = 0, 7 Wb donde A m = permtvdad magnétca del vacío are. Expresones del método de mínmos cuadrados: n x y ( x )( y ) m = n x ( x ) ( y )( x ) ( x y )( x ) b = n x ( x ) Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna 7

8 5. Cuestonaro 1. Trace un dbujo de nuestro planeta en el que se ndquen sus polos magnétcos y sus polos geográfcos.. De acuerdo con el sstema de referenca de la actvdad 4 y con las msmas condcones de B y de v de las partículas, cambaría la dreccón de la fuerza magnétca F s las partículas móvles fuesen protones en lugar de electrones? Explque. 3. Ilustre, a través de dbujos, la nteraccón entre conductor e mán en cada caso de la actvdad 5. En el sstema de referenca trdmensonal mostrado en dcha actvdad, dbuje las dreccones de: el campo magnétco del mán B, el vector del conductor, cuyo sentdo está asocado con la corrente I y la dreccón de la fuerza magnétca F, sobre el conductor. 4. Proponga el modelo matemátco que determne el vector fuerza magnétca F, en funcón de las cantdades físcas nvolucradas en la pregunta anteror. Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna 8

9 5. Con el método de mínmos cuadrados encuentre la ecuacón, en el SI, de la mejor recta que pasa por los puntos expermentales obtendos en la actvdad Trace la gráfca B E = f ( I ) que corresponde al modelo matemátco de la pregunta anteror. 7. S se sabe que la magntud del campo magnétco en el extremo de un solenode largo ( >>a) se obtene con la expresón: B E 0 N I, donde 0 = permeabldad magnétca del vacío con valor Wb A m are, Deduzca el sgnfcado físco de la pendente del modelo obtendo en la pregunta 5. Explque. Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna 9

10 7. Con base en la pregunta anteror, determne el número de vueltas (N) del solenode. 9. Emta sus conclusones con base en los resultados obtendos en la actvdad Conclusones 7. Bblografía Agurre Maldonado E., Gámez Leal R., Jaramllo Morales G. A Págna 10

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