Bobinas De Helmholtz.docx

INTRODUCCION Las bobina de Helmholtz son dos bobinas paralelas separadas a una distancia R. cada bobina está formada por un hilo conductor que recorre N vueltas en torno a un apoyo cilíndrico cuyo radio coincide con la distancia R entre las bobinas (en nuestro caso, N= 154 y R= 20cm). Como consecuencia, cuando circula una corriente, estas generan un campo magnético que es prácticamente uniforme en el espacio comprendido entre ellas. Consiguiente en este laboratorio junto con los dos esquemas ya montados se manejó y se analizó el campo magnético entre dichas bobinas las cuales, donde los datos obtenidos se toman axial a las bobinas y tangencialmente.

LABORATORIO N° 11

BOBINAS DE HELMHOLTZ

DANILO CRISTANCHO DURAN MARIA CAMILA TOVAR YAIR ALONSO DURAN GREGORIO ORLANDO SANTOS

1091051 1090972 1090981 1091022

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA ELECTROMECANICA ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO SAN JOSE DE CUCUTA 2015

OBJETIVOS

Objetivos generales 

Analizar la distribución espacial del campo magnético entre un par de bobinas de Helmholtz.

Objetivos específicos 

Medir la componente axial del campo magnético a lo largo del eje z de las bobinas planas.



Analizar la distribución espacial del campo magnético

MATERIALES                

Fuente de alimentación 12v/2 Sonda hall Adaptador, enchufe bnc Adaptador, hembra bnc Sensor de movimiento c. cable Cobra 3 6ª sonda corriente Software cobra3-fuerza / tesla Porta placas Hilo seda Regla Fuente de alimentación universal Bobinas de Helmholtz Sensor de corriente Módulo de tesla Unidad básica cobra3 Pc, Windows

MARCO TEORICO Una bobina de Helmholtz es un dispositivo para producir una región de casi uniforme de campo magnético , llamado así por el físico alemán Hermann von Helmholtz . Se compone de dos electroválvulas electroimanes en el mismo eje. Además de crear campos magnéticos, bobinas de Helmholtz también se utilizan en aparatos científicos para cancelar los campos magnéticos externos, tales como el campo magnético de la Tierra. DESCRIPCION Un par de Helmholtz consta de dos bobinas idénticas circulares magnéticas ( solenoides ) que se colocan simétricamente a lo largo de un eje común, uno en cada lado de la zona experimental, y separados por una distancia

igual al radio

una igualdad de corriente eléctrica en la misma dirección. Marco

de la bobina. Cada bobina lleva

[1]

, que es lo que define un par de Helmholtz, minimiza la no uniformidad del

campo en el centro de las bobinas, en el sentido de establecer [ 2 ] (lo que significa que la primera derivada es distinto de cero como se explica a continuación), pero deja variación alrededor del 7% en la intensidad de campo entre el centro y los planos de las bobinas. Un valor de un poco más grande reduce la diferencia en el campo entre el centro y los planos de las bobinas, a expensas del empeoramiento de la uniformidad del campo en la región cerca del centro, como se mide por . [ 3 ] En algunas aplicaciones, una bobina Helmholtz se utiliza para anular el campo magnético de la Tierra , produciendo una región con una intensidad de campo magnético mucho más cerca a cero. MATEMATICAS

ANALISIS

1. Con los datos de la tabla 1. Grafique el campo magnético B en función del desplazamiento a lo largo del eje axial. Determine la región donde el campo magnético es producido por las bobinas de Helmholtz es constante, con respecto a su eje axial. RTA: TABLA1 D s/cm 0 2.66 6.16 8.66 9.76 9.91

B / mT 1.522 1.686 1.691 1.633 1.750 1.628

2. Con los datos de la tabla 2. Grafique el campo magnético B en el centro de las bobinas en función de la corriente I RTA: TABLA 2 I/A 0.08 0.08 0.24 0.53 0.90 1.20 1.43 1.66 1.80 2 2.18 2.41 2.64

B/ Mt 0.042 0.106 0.170 0.366 0.578 0.816 0.965 1.188 1.214 1.299 1.426 1.543 1.755

3. Determine la pendiente RTA: 

Tabla 1 𝑚=



𝐵𝐹 − 𝐵0 1.750 − 1.633 = = 0.012 𝑋𝐹 − 𝑋0 9.76 − 0

Tabla 2 𝑚=

𝐵𝐹 − 𝐵0 1.755 − 0.042 = = 0.67 𝐼𝐹 − 𝐼0 2.64 − 0.08

4. Cuál es la relación entre la pendiente y el radio de las bobinas? RTA:  Respecto a la tabla 1 la pendiente presente una ligera similitud a la mitad del radio de las bobinas  Respecto a la tabla 2 no se presenta ningún tipo de similitud 5. Con los datos de la tabla 3. Grafique el campo magnético B en función del desplazamiento a lo largo del eje tangencial. Determine la región donde el campo magnético producido por las bobinas de Helmholtz es constante, con respecto a su eje tangencial. RTA: 

Tabla 3 D / cm

B / mT

0

0.159

0.02

0.276

0.91

0.201

5.57

0.276

10.93

0.207

14.75

0.143

17.62

0.148

19.62

0.175

19.65

0.175

6. Con los datos de la tabla 4. Grafique el campo magnético B en el centro de las bobinas en función de la corriente RTA: 

Tabla 4 I/A

B/Mt

0.07

0.111

0.08

-0.0111

0.25

0.095

0.73

0.042

1.04

0.138

1.39

0.074

1.80

0.191

2.12

0.101

2.42

0.106

2.61

0.042

7. Determine la pendiente y analice el acuerdo o desacuerdo de este resultado con el obtenido en el numeral 3. 

Tabla 3 𝑚=



𝐵𝐹 − 𝐵0 0.175 − 0.159 = = 814.24𝑥10−6 𝑋𝐹 − 𝑋0 19.65 − 0

Tabla 4 𝑚=

𝐵𝐹 − 𝐵0 0.138 − 0.042 = = 0.31 𝐼𝐹 − 𝐼0 1.04 − 0.73

Según los resultados obtenido en estas dos pendientes y comparándolas con la de los incisos anteriores existe un desacuerdo en estas pendientes ya que no coinciden o presentan similitud.

CONCLUSIONES

Con este laboratorio se pudo determinar la distribución espacial del campo magnético y a su vez conocimos e identificamos las bobinas de Helmholtz las cuales fueron parte esencial de la práctica probando el campo tanto axial y tangencialmente a estas y a su vez con corriente y distancia constante.