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Práctica 6. Fenomenología de campos magnéticos II. Materiales ferromagnéticos, histéresis e
inducción.
1.- Un sistema de solenoides.
2.- Una barra de material ferromagnético.
3.- Fuente de corriente.
4.- Gaussmetro digital.
5.- Generador de pulsos.
6.- Fuente de corriente continua
En esta práctica continuaremos revisando las propiedades de induccion de un campo magnetico por una
corriente. Tambien empezaremos a estudiar el efecto de campos magneticos en materiales
ferromagneticos y finalmente, en la ultima practica de esta sesion, empezaremos a revisar los conceptos
de campos variables en el tiempo.
En esta primera sesion calcularan y mediran el campo magnetico producido por una solenoide, al circular
corriente de distintas magnitudes en ella. Al concluir esa medicion, Insertaran un material
ferromagnéticos. Observará que ocurre con el campo magnético producido por la bobina con y sin el
material ferromagnético y se revisará el concepto de histéresis. En la practica siguiente iniciaremos la
revisión de fenómenos de inducción en campos variables, es decir, cuando a la bobina que empleamos
en la primera parte (ya sin el material ferromagnético) le aplicamos un campo magnetico variable en el
tiempo.La evaluación recaerá fundamentalmente en sus calculos hechos en el laboratorio sobre campo
magnetico producido por una solenoide, sus mediciones, el analisis de errores y la claridad de su
reporte.
Objetivos.
1.-Calcular el campo magnetico producido por una solenoide cilindrica, a distintas corrientes, y medirlo.
2. Entender el efecto de magnificación que tienen los materiales ferromagnéticos en presencia de un
campo magnético.
3.- se estudiará el efecto de magnetización residual en materiales ferromagnéticos y se intentara observar
la curva de histéresis de una barra ferromagnética.
Conceptos fundamentales a revisar:
Campo magnetico producido por una solenoide
Ferromagnetismo.
Curvas de histéresis
Inducción y autoinducción en solenoides.
Datos necesarios. la solenoide tiene 2920 vueltas. Medir su diámetro.
Referencias:
1.- Capítulo 29 del libro “University Physics” de Hugo D. Young.
2. - Capítulo 33 de “Fundamental of physics”, Halliday, Resnick and
2.- Capítulo 36, sección 3 y 4 del volumen 2 de “The Feynman lectures on physics, chapter 34: The
magnetism of matter”
Parte 1
1.-
Conecten la fuente de corriente al solenoide . Hagan circular una corriente de 0.2 Amperes
Precaución 1: ¡aislar los bornes y cualquier zona expuesta donde conecten la corriente!, recuerden que
trabajamos con corrientes relativamente altas por lo que hay que tener precaución). Con el Gaussmetro
medir la intensidad de campo magnético dentro de la solenoide. Anotar el valor de campo magnético.
Precaución 2: Nunca, bajo ninguna circunstancia apaguen la fuente mientras circulan corriente a través
del solenoide, dado que pueden dañare la electrónica de la fuente. El procedimiento correcto consiste en
bajar la corriente con la perilla y después apagar la fuente (¿Por qué es necesario aclarar esto?. SI no
llegan a una respuesta, pregunten, pero es importante no apagar la fuente con corriente circulando en la
solenoide)
2.- Incrementar la corriente en intervalos de 0.2 amperes, hasta lelgar a 2 amperes de corriente
total y anotar, para cada valor, los valores campo magnetico contra corriente circulada.
3.- Revisar la literatura y calcular el campo esperado teoricamente. Hacer analisis de errores y
comparar sus resultados experimentales con los medidos. Explicar cualquier discrepancia o
acierto.
Parte 2.1. Leer la definicion de materiales ferromagnéticos y el concepto de histéresis.
2.- Introducir ahora la barra de hierro dentro del solenoide y repetir las medidas que hicieron en
el punto 2, pero esta vez, al llegar a los dos amperes y tomar su valor de campo, reduzcan a 1.8
amperes, tomen la medida del campo, despues a 1.6, y hagan lo mismo, hasta llegar a 0. AL
llegara a 0 reviertan la polaridad de sus conexiones. (Al invertir las conexiones, la corriente circulará
en sentido opuesto a como lo estaban haciendo anteriormente, por lo que la denotaré corriente negativa) y
repitan la medicion, esta vez llendo en intervalos de -0.2 amperes cada vez, hasta llegar a -2
amperes. De ahi, regresar nuevamente a -1.8, -1.6 etc hasta llegar a cero. grafiquen sus
resultados.
Pregunta 5: ¿Qué ocurre con el campo magnético, si se le compara con el medido sin barra
ferromagnética? ¿Por qué cambia? ¿Cual es el origen del campo magnético extra que se observa, si la
corriente se mantiene fija?
Pregunta 6: ¿La curva que obtuvieron es uno a uno (es decir, a cada valor de corriente, le corresponde un
valor de campo magnético? Si no es así, explicar brevemente la razón física por la cual, dependiendo de
en que sentido van cambiando la corriente, el valor de campo magnético es distinto. Hacer una grafica
de sus resultados, es decir, corriente (tener en cuenta el signo) contra campo magnético leído. A esta
curva se le conoce como curva de histéresis. Investigar que es el campo de saturación y tratar de calcular
el campo de saturación del hierro. Investigar el campo producido por un solenoide cilíndrico, como la que
usan en este experimento, y, considerando que tiene 2920 vueltas, calcular el campo magnético producido
por los solenoides. Comparar este campo con el campo de saturación. ¿Qué tan lejos se encuentran del
campo de saturación del material ferromagnético, con una corriente de 1 ampere?