Experiencia P58: Campo magnético de un solenoide Sensor de campo magnético, amplificador de potencia

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Alberto Rey de la Fuente
hace 6 años
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Sensor de campo magnético, amplificador de potencia Tema DataStudio ScienceWorkshop (Mac) ScienceWorkshop (Win) Magnetismo P58 Solenoid.DS P52 Mag Field Solenoid P52_SOLE.SWS Equipo necesario Cant.

Sensor de campo magnético (CI-6520) 1 Cables de conexión (SE-9750) 2 Amplificador de potenciar (CI-6552) 1 Solenoide (SE-8563) 1 Cinta métrica 1 IDEAS PREVIAS Los solenoides son un elemento

1 Sensor de campo magnético, amplificador de potencia Tema DataStudio ScienceWorkshop (Mac) ScienceWorkshop (Win) Magnetismo P58 Solenoid.DS P52 Mag Field Solenoid P52_SOLE.SWS Equipo necesario Cant. Equipo necesario Cant. Sensor de campo magnético (CI-6520) 1 Cables de conexión (SE-9750) 2 Amplificador de potenciar (CI-6552) 1 Solenoide (SE-8563) 1 Cinta métrica 1 IDEAS PREVIAS Los solenoides son un elemento importante de los controles automatizados. Los solenoides se utilizan en muchos electrodoméstico. Puede mencionar alguno? ( Sugerencia; Comience por la lavadora) Anote su respuesta en la sección Informe de Laboratorio. FUNDAMENTO TEÓRICO El campo magnético dentro de un solenoide muy largo viene dado por: B o ni donde µ o = 4 x 10-7 (tesla metros)/amp, I es la intensidad (amp), y n es en número de espiras de alambre por unidad de longitud (#/metro) del solenoide. Observe que esta expresión es independiente del radio de la bobina y de la posición dentro de la bobina. RECUERDE Siga todas las instrucciones de seguridad. P PASCO scientific p. 243

2 PROCEDIMIENTO El objetivo de esta experiencia es medir el campo magnético dentro de un solenoide y comparar el campo magnético con el campo magnético teórico basándose en el valor de la intensidad a través del solenoide. Utilice el sensor de campo magnético para medir la fuerza del campo magnético dentro del solenoide cilíndrico. Utilice DataStudio o ScienceWorkshop para registrar y mostrar el campo magnético y la intensidad a través del solenoide. Compare el campo magnético dentro del solenoide con el campo magnético teórico calculado sobre la base de la intensidad y al número de espiras de alambre por unidad de longitud. PARTE I: CONFIGURACIÓN DEL ORDENADOR 1. Conecte el interfaz al ordenador, encienda el interfaz y el ordenador 2. Conecte un sensor de campo magnético al Canal analógico A. 3. Conecte el Amplificador de potencia al canal analógico B del interfaz. Enchufe al cable de alimentación en al parte posterior del amplificador de potencia y conecte el cable a una toma de corriente adecuada 4. Abra el archivo titulado: DataStudio ScienceWorkshop (Mac) ScienceWorkshop (Win) P58 Solenoid.DS P52 Mag Field Solenoid P52_SOLE.SWS El archivo DataStudio también contiene el Workbook. Lea las instrucciones en el Workbook El archivo contiene un indicador digital de la fuerza del campo magnético y de la intensidad. El archivo ScienceWorkshop se abre con un indicador digital de la fuerza del campo magnético, un indicador digital de la intensidad. También contiene la ventana del generador de señales que controla al amplificador de potencia. El generador de señales está configurado para generar una salida de CC de 10.0 V.. Está configurando en " Auto" así que automáticamente comienza y para de generar señal cuando inicie o pare la medida de datos. P PASCO scientific p. 244

3 PARTE II: CALIBRADO DEL SENSOR Y MONTAJE DEL EQUIPO No se necesita calibrar el Sensor de campo magnético ni el amplificador de potencia. El sensor de campo magnético produce un a tensión que es directamente proporcional a la fuerza del campo magnético : 10 millivoltios = 10 gauss (donde 1000 gauss = 0.1 tesla). La gama del sensor es ±2000 gauss. 1. Utilice la bobina exterior del conjunto de bobinas primaria7secundaria. Utilice los cables de conexión para conectar la salida del amplificador de potencia a los terminales del solenoide. 2. coloque el solenoide y el sensor de campo magnético e manera Al amplificador de potencia que el sensor pueda introducirse dentro del solenoide.. MAGNETIC FIELD SENSOR CI-6520A PARTE III: RECOGIDA DE DATOS 1. Mantenga el sensor de campo magnético alejado de cualquier fuente de campos magnético y ponga a cero el sensor presionando el botón de TARE en el cuerpo del sensor 2. Seleccione campo AXIAL pulsando el conmutador de selección RADIAL/AXIAL en el sensor. 3. Vuelva a poner el sensor a la posición próxima al solenoide.. 4. Inicie la medida de datos. El generador de señales empieza automáticamente.. 5. Anote el valor de la intensidad, que marca el indicador digital, es la sección de datos. RADIAL/ AXIAL TARE 1X 10X 100X RANGE SELECT P PASCO scientific p. 245

4 6. Inserte la varilla del sensor en centro de la bobina. Mueva el sensor alrededor del interior de la bobina para ver si la posición radial del sensor cambia la lectura del ordenador. 7. Anote la lectura de la componente axial de campo magnético dentro de la bobina en la mitad, lejos del otro extremo de la bobina. Anote este valor en la sección de datos.. 8. Retire el sensor de campo magnético de la bobina. Seleccione campo RADIAL Mantenga el sensor lejos de cualquier fuente de campos magnéticos y vuelva a poner a cero presionando el botón de TARE. 9. Inserte la varilla del sensor en el centro de la bobina. Anote la lectura de la componente radial del campo magnético en la sección de datos. 10. Mida la longitud de la bobina solenoide Nota: Cuando mida la bobina, asegúrese que sólo mide la longitud del solenoide con la bobina enrollada y no el solenoide entero. ANÁLISIS DE DATOS 1. Calcule el valor teórico del campo magnético dentro de la bobina utilizando la intensidad medida, la longitud, y el número de espiras de la bobina (para bobina exterior del SE- 8653, el número de espiras es 2920). Anote este valor. 2. Utilice los datos para responder a la preguntas de la sección informe de labora torio Anote sus resultados en la sección Informe de Laboratorio. P PASCO scientific p. 246

5 Informe de Laboratorio IDEAS PREVIAS Los solenoides son un elemento importante de los controles automatizados. Los solenoides se utilizan en muchos electrodoméstico. Puede mencionar alguno? ( Sugerencia; Comience por la lavadora) Datos Intensidad anotada Longitud de la bobina primaria Campo magnético teórico = amperios = cm = gauss Campo magnético medido (gauss) Axial (gauss) Radial (gauss) CONCLUSIONES Y APLICACIONES 1. Sufre la lectura axial cambios cuando el sensor se mueve radialmente afuera del centro del bobinado de la bobina? 2. Era la lectura axial diferente de la lectura en la mitad de la bobina cuando el sensor estaba dentro pero cerca de los extremos de la bobina? 3. Comparando las lecturas axial y radial Qué conclusión puede deducir a cerca de la dirección de las líneas del campo magnético dentro del solenoide? 4. Compare el valor teórico con el valor axial utilizando el porcentaje de diferencia. Cuáles son alguno de los factores que se podrían tener en cuenta para esta diferencia? P PASCO scientific p. 247

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