Campo Magnetico 2016.docx

CAMPO MAGNETICO TERRESTRE

Darío Porras Vesga

1180894

Diego Solano

1112599

Esteban Peñuela

1112647

Génesis Sánchez

1112024

Camilo Mojica

1980620

Angie Ximena Rodriguez

1980714

Angie Karyna Hinestroza

1980715

Johana Soto

1980710

Ingrid Saavedra

1980697

PRESENTADO A: Jhon Jairo Solarte

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA ELECTROMECANICA ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO SAN JOSE DE CUCUTA 2016

OBJETIVOS

Objetivos generales 

Medir el valor de la componente horizontal de la intensidad del campo magnético terrestre, por el método de la brújula.

Objetivos específicos 

Determinar la componente horizontal del campo magnético de la tierra a través de la superposición del campo de Helmholtz



Determinar el ángulo de inclinación para calcular la componente vertical del campo magnético de la tierra.

MARCO TEORICO

El campo magnético de la Tierra (también conocido como el campo geomagnético) es el campo magnético que se extiende desde el núcleo interno de la Tierra hasta su confluencia con el viento solar, una corriente de partículas de alta energía que emana del Sol. Es aproximadamente el campo de un dipolo magnético inclinado en un ángulo de 11 grados con respecto a la rotación del eje, como si hubiera un imán colocado en ese ángulo en el centro de la Tierra. Sin embargo, a diferencia del campo de un imán de barra, el campo de la Tierra cambia con el tiempo porque en realidad es generado por el movimiento de las aleaciones de hierro fundido en el núcleo externo de la Tierra (la geodinámica). El Polo Norte magnético se «pasea», por fortuna lo suficientemente lento como para que la brújula sea útil para la navegación. A intervalos aleatorios (un promedio de varios cientos de miles de años) el campo magnético terrestre se invierte (los polos geomagnéticos norte y sur cambian lugares con el otro) Estas inversiones dejan un registro en las rocas que permiten a los paleomagnetistas calcular los movimientos pasados de los continentes y los fondos oceánicos como consecuencia de la tectónica de placas. La región por encima de la ionosfera, y la ampliación de varias decenas de miles de kilómetros en el espacio, es llamada la magnetosfera. Esta región protege la Tierra de la dañina radiación ultravioleta y los rayos cósmicos. La orientación de las rocas en las dorsales oceánicas, la magneto recepción de algunos animales y la orientación de las personas mediante brújulas son posibles gracias a la existencia del campo magnético terrestre. El Polo Norte Magnético se encuentra a 1800 kilómetros del Polo Norte Geográfico. En consecuencia, una brújula no apunta exactamente hacia el Norte geográfico; la diferencia, medida en grados, se denomina declinación magnética. La declinación magnética depende del lugar de observación, por ejemplo actualmente (2006) en Madrid (España) es aproximadamente 3º oeste. El polo Sur magnético está desplazándose por la zona norte canadiense en dirección hacia el norte de Alaska. Un poderoso campo magnético rodea a la Tierra, como si el planeta tuviera un enorme imán en su interior y cuyos polos magnéticos no coinciden con los polos geográficos de su eje. Esto se produce porque las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran notables cambios de año en año. El magnetismo de la Tierra es el resultado del movimiento que se produce dentro de ella. La teoría sugiere que el núcleo de hierro es líquido (excepto en el mismo centro, donde la

presión solidifica el núcleo) y que las corrientes de convección, que se producen dentro del mismo, crean un gigantesco campo magnético. Se calcula que el campo magnético tiende a trasladarse hacia el Oeste alrededor de 20 km. por año. El núcleo sólido interno gira más despacio que el núcleo exterior, explicándose así el traslado hacia el Oeste. La intensidad del campo magnético de la Tierra varía en diferentes puntos de su superficie. Para medir la intensidad se utilizan aparatos llamados magnetómetros. La orientación del campo magnético se ha desplazado a través del tiempo con respecto a los continentes, pero se cree que el eje sobre el que gira la Tierra ha sido siempre el mismo. Mediante estudios realizados en rocas, y en las anomalías magnéticas de las cuencas de los océanos, se ha calculado que el campo magnético ha invertido su polaridad alrededor de 170 veces en los últimos 100 millones de años. Esto se ha podido realizar a partir de los isótopos radiactivos de las rocas.

ANALISIS

1. Complete las columnas de la tabla utilizando la ecuación 1 y los datos obtenidos experimentalmente. RTA: Ɵ

I (mA)

Tan Ɵ

Bb

20° 30° 40° 45° 50° 60°

24,1 37,3 51,1 61,9 74,8 109,4

0,36 0,57 0,83 1 1,19 1,73

1,67 x 10-5 2,58 x 10-5 3,54 x 10-5 4,28 x 10-5 5,18 x 10-5 7,57 x 10-5

Angulo de desviación vertical Φ 29° 2. Construya una gráfica de Bb contra tan Ɵ con los datos de la tabla calcule la pendiente. RTA: 𝑚=

7,57𝑥10−5 − 5,18𝑥10−5 = 4,42𝑥10−5 1,73 − 1,19

3. Determine el valor experimental de la componente horizontal B h del campo magnético terrestre a partir de la gráfica anterior RTA: 𝐵ℎ =

𝐵𝑏 tan 𝜃

𝐵ℎ =

1,67𝑥10−5 = 4,59𝑥10−5 tan 20

𝐵ℎ =

2,58𝑥10−5 = 4,47𝑥10−5 tan 30

𝐵ℎ =

3,54𝑥10−5 = 4,22𝑥10−5 tan 40

𝐵ℎ =

4,28𝑥10−5 = 4,28𝑥10−5 tan 45

5,18𝑥10−5 𝐵ℎ = = 4,35𝑥10−5 tan 50

𝐵ℎ =

𝐵ℎ𝑡 =

7,57𝑥10−5 = 4,37𝑥10−5 tan 60

(4,59 + 4,47 + 4,22 + 4,28 + 4,35 + 4,37)𝑥10−5 = 4,38𝑥10−5 6

4. Calcule la magnitud del campo magnético terrestre con la ecuación 3 RTA: 𝐵𝑡 =

𝐵ℎ = 5,01 𝑥10−5 cos 29

5. Explique por qué se produce el campo magnético terrestre. RTA: Lo que produce el campo magnético es bien sea por medio de un cuerpo imantado o bien a través de una corriente eléctrica la que el campo magnético terrestre se caracteriza también por su intensidad de minerales de hierro y se cree que su núcleo está compuesto por hierro y níquel, sustancias altamente magnéticas y se cree que su núcleo excede los 3400 km de radio es efecto un imán permanente el campo magnético terrestre puede muy bien ser atraído por él. 6. ¿Cómo giraría la aguja imantada si cambiamos la polaridad de las conexiones de la bobina?

RTA: Las agujas imantadas si se llegaran a cambiar de polaridad de las conexiones girarían en sentido contrario de las manecillas del reloj.

7. funcionaria igual el experimento si utilizáramos corriente alterna?

RTA: Funcionaria igual ya que podríamos ir generando corriente para que se produzca igual o casi parecido al campo magnético generado por corriente continua.

CONCLUSIONES

Con este laboratorio se pudo determinar cómo se puede generar un campo magnético y compararlo de manera con el campo magnético terrestre con ayuda de las bobinas de Helmholtz para poder comprender su significado.

También se pudo aprender porque es que la tierra genera un campo magnético y aunque este podría variar dependiendo de la posición.

MATERIALES



par de bobinas de Helmholtz (N= 154 espiras, R =200cm)



fuentes de alimentación universal.



Reóstato, 100ohm, 1,8 A.



Teslamento, digital.



Magnetómetro.



Barril de base.



Abrazadera de Angulo recto.



Varilla de soporte.



Soporte del tubo.



Cables de conexión.