Laboratorio-fisica 3 - 6 6z606j

LABORATORIO DE FÍSICA III N°6: CAMPO MAGNETICO DE LA TIERRA

ALUMNO:

Dalai Aarón Cevallos Ordoñez.

CARRERA:

Ingeniería Mecánica.

CÓDIGO:

160903

HORARIO:

9:00 – 11:00

GRUPO:

352-B

SEMESTRE:

2017-1

EFECTO JOULE 1. Objetivo:  Verificar la existencia del campo magnético de la tierra y su dirección.  Calcular la magnitud del campo eléctrico de la tierra. 2. Resumen: Para este laboratorio mediremos experimentalmente el campo magnético terrestre, para medirlo hicimos interactuar una brújula con el campo magnético resultante de la superposición del campo magnético terrestre y un campo generado por la corriente que circula por las bobinas de alambre conductor. 3. Procedimiento y datos experimentales. N° de vueltas de la bobina de Helmholtz N=178 espiras Radio de la bobina de Helmholtz R(m)= 0.1015 m ANGULO (θ) TAN (θ) CORRIENTE (i) (AMPERIOS A) 5° 0.087488664 0.2mA 10° 0.176326981 0.2mA 15° 0.267949192 0.3mA 20° 0.363970234 0.3mA 25° 0.466307658 0.4mA 30° 0.577350269 0.5mA 35° 0.700207538 0.8mA 40° 0.839099631 1.1mA 45° 1 1.4mA Campo Magnético terrestre BT=25 a 65 µT

4. Observaciones Experimentales  En el circuito armado invierta el sentido de la corriente y vea que sucede con la aguja de la brújula ¿Por qué será? Se invertirá el sentido de la dirección de la brújula porque la aguja tendrá una posición perpendicular al del campo magnético.

 ¿Si alejamos las bobinas de Helmholtz el campo magnético en el punto medio donde se encuentra la brújula será la misma? No será la misma ya que la magnitud del campo magnético varía. 

¿Qué factores externos pueden afectar el experimento? Los factores pueden ser: la presencia de otro campo magnético,

metales,

aparatos

que

funcionen

con

electricidad, anomalías magnéticas en la tierra, etc.

5. Análisis de datos experimentales:  Grafique Tan (θ) vs i. Tan(θ) 1.2

y = 0.6865x + 0.101

1

Tan (θ)

0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

Corriente I

 Encuentre el campo magnético terrestre haciendo uso de la pendiente de la gráfica en base a la ecuación (3) y regístrelo en la tabla 1.

𝐵𝐻 =

𝑁 × 𝑢0 × 𝐼 3 2

5 ( ) ×𝑅 4

𝑢0 = 4𝜋 × 10−7 𝑇 𝑁 = 178 𝑅 = 10.15 × 10−3 𝑚 𝐵𝐻 = 𝑘 × 𝐼 𝑘=

𝑁 × 𝑢0 3 2

178 × 4𝜋 × 10−7

=

5 (4) × 𝑅

3 2

= 112.8324 × 10−4

5 (4) × 10.15 × 10−3

𝐵𝐻 𝑘. 𝐼 = 𝐵𝑇 𝐵𝑇 𝑌(𝑇𝑔(𝜃 )) = 𝑚𝑋(𝐼) + 𝑏 𝑘 𝑚= 𝐵𝑇 𝑇𝑔(𝜃 ) =

Y (tan) 0.08748866 0.17632698 0.26794919 0.36397023 0.46630766 0.57735027 0.70020754 0.83909963 1 4.47870017

X(I) 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.8 1.1 1.4 5.2

X.Y 0.01749773 0.0352654 0.08038476 0.10919107 0.18652306 0.28867513 0.56016603 0.92300959 1.4 3.60071278

X2 0.04 0.04 0.09 0.09 0.16 0.25 0.64 1.21 1.96 4.48

(ΣX)2

27.04

y = 0.6865x + 0.101 m=0.6865

𝑚=

b=0.101

𝐵𝑇 =

𝑘 𝐵𝑇 𝑘 𝑚

𝑘 112.8324 × 10−4 𝐵𝑇 = = 𝑚 0.6865

= 16.435892𝑚𝑇

 Compare este valor con el campo magnético del lugar (Valor teórico - Internet) error porcentual. 𝑒% =

|𝑉𝑇 − 𝑉𝐸 | × 100% 𝑉𝑇 𝐵𝑇 = 26𝑚𝑇

𝑒% =

|𝑉𝑇 + 𝑉𝐸 | |26 − 16.435892| × 100% = × 100% = 36.79% 𝑉𝑇 26

6. Cuestionario: Empiece con la fórmula para el campo del el-eje debido a una sola vuelta del alambre (que se derivó de la ley de Biot-Savart):

x: la distancia del rollo, en el eje

Las bobinas de Helmholtz se compone de n vueltas de alambre, por lo que la corriente equivalente en una bobina de una sola vez es n veces la corriente I en el n bobina Girar. Sustituyendo nI por I en la fórmula anterior da el campo para una bobina de n- vuelta:

En una bobina de Helmholtz, un punto a medio camino entre los dos bucles tiene un valor de x igual a R / 2, así que calcule la intensidad de campo en ese punto:

También hay dos bobinas en lugar de una (la bobina anterior está en x = 0, hay una segunda bobina en x = R). A partir de la simetría, la intensidad del campo en el punto medio será el doble del valor de la bobina única:

7. Comentarios y sugerencias: Para este laboratorio se debe eliminar el uso de metales u objetos electrónicos para obtener los datos con más precisión.