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PORTADORES A TRAVES DE UN CONDUCTOR RECTO
FUERZA RESULTANTE DE DE CARGAS EN UN CAMPO MANETICO
Fm = NiBLsenφ
OBJETIVOS
PARTICULARES.
El alumno será capaz de;
Manejar el teslámetro para medir la magnitud de
campo magnético .
Montar los dispositivos para medir el campo
magnético.
Cuantificar la fuerza de origen magnético.
Comprobar la regla de la mano izquierda.
Utilizar el método de mínimos cuadrados para
determinar los modelos matemáticos.
Obtener el campo magnético de los imanes de
manera experimental.
Actividad 1. Fuerza magnética sobre un conductor con
corriente.
comprobar la existencia de una
fuerza magnética resultante, a partir
de la corriente eléctrica que circula
a través de un conductor inmerso en
un campo magnético. Interconecta
los elementos como se muestra en la
figura. Con la fuente de poder aplica
una corriente eléctrica máxima de 4
[A].
Elabora el esquema de conexión
propuesto e indica la posición
relativa de los vectores: corriente
eléctrica (I), campo magnético (B) y
fuerza magnética (Fm) involucrados
en este experimento y verifica la regla
de la mano izquierda.
ACTIVIDAD 1. FUERZA MAGNÉTICA SOBRE
UN CONDUCTOR CON CORRIENTE.
Comprobar la existencia de una fuerza
magnética resultante, a partir de la
corriente eléctrica que circula a través
de un conductor inmerso en un campo
magnético.
Interconecta los elementos como se
muestra en la figura. Con la fuente de
poder aplica una corriente eléctrica
máxima de 4 [A].
Elabora el esquema de conexión
propuesto e indica la posición relativa
de los vectores: corriente eléctrica (I),
campo
magnético
(B)
y
fuerza
magnética (Fm) involucrados en este
experimento y verifica la regla de la
mano izquierda.
Actividad 2 Fuerza magnética con respecto a la variación
de la corriente eléctrica en un conductor inmerso en un
campo magnético.
Con el material y equipo propuesto, realiza un experimento
donde puedas verificar el comportamiento de la fuerza
magnética cuando varía la corriente eléctrica en el
conductor.
Registra en una tabla el comportamiento de las variables del
experimento. Analiza el tipo de proporcionalidad en una
gráfica y obtén el modelo matemático de la fuerza
magnética contra la variación de la corriente eléctrica
(Fm= m I + b).
A partir de la pendiente obtenida, determina el valor del
campo magnético del imán utilizado.
Fuente de poder
Circuito impreso
F1
Plato de
La balanza
s
B
F3
F2
N
imán
F1 = -F2 Se anulan
F3 = Fuerza actuante
Es de acuerdo a la regla de
la mano izquierda.
ACTIVIDAD 2 FUERZA MAGNÉTICA CON RESPECTO A LA
VARIACIÓN DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA EN UN
CONDUCTOR INMERSO EN UN CAMPO MAGNÉTICO.
I(A)
I(A)
Eje (X)
0
1
2
3
4
miman mo
[Kg]
[Kg]
∆m = mo – mi Fm = ∆m.g[N]
[Kg]
0
a
b
∆m= b -a = g
Fm= g.(9.78)≠0
1
a
c
∆m= c –a = h
Fm= h .(9.78)
2
a
d
∆m= d -a = i
Fm= i . (9.78)
3
a
e
∆m= e –a = j
Fm= j .(9.78)
4
a
f
∆m= f – a = k Fm=k .(9.78)
Fm [N]
Eje (Y)
Actividad 2 Fuerza magnética con
respecto a la variación de la corriente
eléctrica en un conductor inmerso en
un campo magnético. Continuación.
Realizar una gráfica de fuerza contra
corriente eléctrica.
Obtener el modelo matemático de fuerza
contra corriente eléctrica.
De la pendiente obtener el valor del
campo magnético.
Obtener el porciento de error del campo
obtenido
de
forma
experimental
comparado con el campo magnético del
imán medido con el teslámetro.
ACTIVIDAD 3 FUERZA MAGNETICA CON RESPECTO A LA VARIACIÓN DE
LA LONGITUD DE UN CONDUCTOR INMERSO EN UN CAMPO MAGNETICO.
Medir la masa
inicial del imán.
Coloca el imán
sobre la balanza de
tal manera que el
conductor
recto
(SF-37,
SF-39,
SF-38
Y
SF-41)quede
inmerso en el
campo magnético.
Medir la longitud
de
los
cuatro
circuitos impresos.
Llenar la tabla.
Circuito
L(m) mimán m´
[Kg] [Kg]
∆m= m´-mimán
[Kg]
Fm=(∆m).g
(N)
SF – 37
l
m
∆m= m-l = q
Fm=q(9.78)
SF – 39
l
n
∆m= n-l = r
Fm=r(9.78)
SF – 38
l
o
∆m= o-l = s
Fm=s(9.78)
SF - 41
l
p
∆m= p-l = t
Fm=t(9.78)
L(m)
Eje (X)
Fm [N]
Eje (Y)
Actividad 3 Fuerza magnética con respecto a la
variación de la longitud de un en un conductor
inmerso en un campo magnético. Continuación.
Realizar una gráfica de fuerza contra
longitud de un conductor.
Obtener el modelo matemático de fuerza
contra longitud de un conductor.
De la pendiente obtener el valor del
campo magnético.
Obtener el porciento de error del campo
obtenido
de
forma
experimental
comparado con el campo magnético del
imán medido con el teslámetro.
Actividad 4 Fuerza magnética con respecto al ángulo formado
entre las líneas de campo magnético y un conductor por el que
circula una corriente eléctrica.
Con el material y equipo propuesto, realiza un experimento, donde
demuestres la relación que hay entre la fuerza magnética con respecto
a la variación del ángulo formado entre las líneas de campo magnético
y un conductor, por el que circula una corriente eléctrica.
Registra en una tabla el comportamiento de las variables del
experimento. Analiza el tipo de proporcionalidad en una gráfica y
obtén el modelo matemático de la fuerza magnética contra el seno del
ángulo
(Fm=m senθ + b).
A partir de la pendiente obtenida, determina el valor del campo
magnético del imán utilizado.
ACTIVIDAD 4 FUERZA MAGNÉTICA CON RESPECTO AL ÁNGULO FORMADO ENTRE LAS
LÍNEAS DE CAMPO MAGNÉTICO Y UN CONDUCTOR POR EL QUE CIRCULA UNA
CORRIENTE ELÉCTRICA.
Θ[º]
mimán m0
∆m= m0 – mimán Fm = ∆m. g [N]
[Kg]
[Kg] [Kg]
Senθ
Eje (X)
0
0
u
v
∆m= v-u = C
Fm= C (9.78)≠ 0
15
u
w
∆m = w-u = D
Fm= D. (9.78)
0.2588
30
u
x
∆m= x-u = E
Fm= E . (9.78)
0.5
45
u
y
∆m= y-u = F
Fm= F . (9.78)
0.7071
60
u
z
∆m= z-u = G
Fm= G. (9.78)
0.8660
75
u
A
∆m= A-u = H
Fm= H. (9.78)
0.9659
90
u
B
∆m=
Fm= I. (9.78)
1
B-u = I
Fm [N]
Eje(Y)
Medición de la fuerza magnética
1.- Pesar el imán y obtener su masa = Miman(kg)
2.- Obtener la masa del imán al circular una corriente (i) = M0(kg)
3.-Calcular la fuerza magnética en función de la diferencia de
masas
Fm= (M0 – Mimán)(g)
(newton)
4.- Medir la longitud del conductor ( L ) en metros
5.- Obtener la fuerza Fm a diferentes corrientes (i) u
6. .- Obtener la fuerza Fm a diferentes ángulos (φ)
7.- Calcular el campo (B) en función de (Fm) y ( L ) como :
B = (Fm)/(L*i sen φ )
ACTIVIDAD 4. FUERZA MAGNÉTICA
CON RESPECTO AL ÁNGULO FORMADO
ENTRE LAS LÍNEAS DE CAMPO
MAGNÉTICO Y UN CONDUCTOR POR
EL QUE CIRCULA UNA CORRIENTE
ELÉCTRICA. CONTINUACIÓN.
Realizar una gráfica de fuerza contra seno del ángulo.
Obtener el modelo matemático de fuerza contra seno
del ángulo.
De la pendiente obtener el valor del campo
magnético.
Obtener el porciento de error del campo obtenido de
forma experimental comparado con el campo
magnético del imán medido con el teslámetro.