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INFORME LABORATORIO CAMPO MAGNÉTICO GENERADO POR UNA BOBINA.

ANA MARÍA MENDIETA CORTÉS FELIPE GARAY VALERIE SEMANATE RAMÓN. CÓDIGO.

Presentado a la Ingeniera: MARÍA DEL CARMEN FUENTES

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA. INGENIERÍA GEOLÓGICA. SECCIONAL SOGAMOSO. FÍSICA III. 2019

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INDICE INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 3 OBJETIVOS ............................................................................................................ 4 MARCO TEÓRICO. ................................................................................................. 5 MATERIALES.......................................................................................................... 6 PROCEDIMIENTO. ................................................................................................. 7 RESULTADOS…………………………………………………………………………….8 PREGUNTAS TEORICAS………………………………………………………………10 CONCLUSIONES.............................................................................................. 1111 ANEXOS………………………………………………………………………………….12 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 13

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INTRODUCCIÓN En el presente informe de laboratorio, se pretende dar a conocer como se evidencia el campo magnético de un solenoide (bobina) a través de un mismo eje axial, usando un sensor de campo magnético, así como la obtención experimental de la corriente con ayuda del multímetro y su posterior relación con el comportamiento del campo magnético. Además de la obtención tanto del campo magnético como de la corriente de manera teórica y así observar la diferencia o similitud con respecto a los distintos valores experimentales.

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OBJETIVOS Objetivo general 

Evidenciar por medio de medidas cuantitativas el perfil del campo magnético dentro de un solenoide (bobina).

Objetivos específicos 

Evidenciar la corriente eléctrica como una fuente de campo magnético.



Evidenciar el comportamiento del campo magnético en el interior del solenoide y lejos de este.



Observar la diferencia o similitud entre los valores teóricos y experimentales del campo magnético.

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MARCO TEÓRICO. Multímetro: es un instrumento de medida que ofrece la posibilidad de medir distintos parámetros eléctricos y magnitudes en el mismo aparato. Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es utilizado frecuentemente por personal en toda la gama de electrónica y electricidad. Bobina: es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético. Campos Magnéticos: son producidos por corrientes eléctricas, las cuales pueden ser corrientes macroscópicas en cables, o corrientes microscópicas asociadas con los electrones en órbitas atómicas. El campo magnético B se define en función de la fuerza ejercida sobre las cargas móviles en la ley de la fuerza de Lorentz. La interacción del campo magnético con las cargas, nos conduce a numerosas aplicaciones prácticas. Las fuentes de campos magnéticos son esencialmente de naturaleza dipolar, teniendo un polo norte y un polo sur magnéticos. La unidad SI para el campo magnético es el Tesla, que se puede ver desde la parte magnética de la ley de fuerza de Lorentz, Fmagnética = qvB, que está compuesta de (Newton x segundo)/(Culombio x metro). El Gauss (1 Tesla = 10.000 Gauss) es una unidad de campo magnético más pequeña.

El campo magnético de la Tierra es similar al de un imán de barra inclinado 11 grados respecto al eje de rotación de la Tierra. El problema con esa semejanza es que la temperatura Curie del hierro es de 700 grados aproximadamente. El núcleo de la Tierra está más caliente que esa temperatura y por tanto no es magnético. Se puede utilizar una bobina larga y recta de hilo eléctrico, para generar un magnético uniforme casi similar a la de un imán de barra. Tales bobinas, llamadas solenoides, tienen una enorme cantidad de aplicaciones prácticas. El campo puede ser muy reforzado por la adición de un núcleo de hierro. Dichos núcleos son típicos en los electroimanes.

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MATERIALES        

Multímetro Fuente de voltaje Cables de conexión Sensor de campo magnético. Regla Bobinas (500 y 10000 espiras). 4 Núcleos de hierro. Aplicación para medir campo magnético (Descargarla)

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PROCEDIMIENTO. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Figura 1. Esquema del montaje 1. Con colaboración del docente o del laboratorista, configure la lectura del sensor de campo magnético. 2. Con el multímetro mida el valor de corriente I. Registre en la tabla 1 la corriente, la longitud del solenoide y el número de vueltas N que se indica en la base de las mismas. 4. Ubique el sensor de campo magnético adecuadamente para tomar las respectivas medidas a lo largo del eje axial y desplácelo como indica la figura 1. 5. Empleando el sensor campo magnético tome las medidas de campo magnético en función de la posición, en intervalos de 1cm a lo largo del eje de las bobinas, atravesando el eje axial de lado a lado. Tome como origen de coordenadas el punto medio entre las dos bobinas.

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RESULTADOS. Tabla 1. Características del solenoide (Bobina 250 espiras) Forma sección

de

la

Rectangular

Longitud

6,6 cm

Número vueltas

de

250

Corriente

3,1

Tabla 1.1. Valores de campo magnético en el solenoide (Bobina 250 espiras) con 1 núcleo. Campo magnético teórico

2,95x10^-3 T

Campo magnético experimental

3,8x10^-3 T

Error porcentual

28,8%

Tabla 2. Características del solenoide (Bobina 500 espiras) Forma sección

de

la

Rectangular

Longitud Número vueltas

6 cm de

500

Corriente

3,1 A

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Tabla 2.1. Valores de campo magnético en el solenoide (Bobina 500 espiras) con 1 núcleo. Campo magnético teórico

2,16x10^-3 T

Campo magnético experimental Error porcentual

3 x10^-3 T 38%

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PREGUNTAS TEÓRICAS:

¿Cuál es la fuente que genera el campo magnético para cada solenoide (bobina)? El campo magnético es generado gracias a la corriente eléctrica que fluye en el solenoide y cuando esta deja de fluir no es posible que exista campo magnético en el solenoide ¿Cómo se podría obtener un valor de campo magnético más intenso en el interior de cada solenoide (bobinas)? Una manera de obtener un valor de campo magnético más intenso es colocando en su interior láminas de hierro laminadas. Según su cálculo de error porcentual ¿Qué tan cerca estuvieron estos los valores de campo magnético de cada solenoide (bobina)? Según los datos obtenidos de campo magnético el error porcentual estuvo un poco elevado

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CONCLUSIONES  

El error porcentual fue un poco elevado debido a que utilizamos el celular en lugar del Teslometro que es el elemento idóneo para calcular el campo magnético. El campo magnético puede presentar variaciones debido a objetos cercanos que afectan su magnitud.

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ANEXOS

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BIBLIOGRAFIA

  

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/magnetic/magfie.html https://www.academia.edu/8269963/CAMPO_MAGN%C3%89TICO_ ENTRE_BOBINAS_DE_UN_ARREGLO_HELMHOLTZ https://www.vix.com/es/ciencia/172863/que-es-un-campo-magnetico

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