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Ministerio de Educación M E U Universidad Te ecnológica Na acional F Facultad Regio onal Rosario Depa artamento de Materias M Básiccas PRÁC CTICAS DE LA ABORATORIO DE FÍSICA A II SENS SOR DE E CAMP PO MAG GNÉTIC CO D DESCRIP PCIÓN E INTRUC CCIONES S DE EM MPLEO INTRO ODUCCIÓN El Sen nsor de Campo C Magnético (PASCO CI-6520) C e usado conjunta es amente con una In nterfaz pa ara Comp putadora. Tal com mo el nom mbre lo in ndica, el aparato es capaz de detec ctar y me edir camp pos magn néticos. Tiene T un selector de alcan nce de me edida para a tres ran ngos: 100X X ⇒ ± 101 Gau uss = ± 10−3 Tesla 10X X ⇒ ± 102 Gauss = ± 10−2 Te esla 1X X ⇒ ± 103 Gau uss = ± 10−1 Te esla Estos ra angos admiten a la medición del cam mpo magn nét tico terrrestre, lo os camp pos magnétic cos creados p por arrollamientos eléctricos y los campos c magnétic m os estab blecidos por p iman nes perm manentes. El ap parato usa dispositivos d de “Efecto Hall” (∗) ( como o elementos sen nsores. H Hay dos de esttos dispo ositivos orientado o os perpen ndicularm mente enttre sí y ubicado os en el extremo de la sonda de mediición. Uno o detecta a las línea as de cam mpo axialles (paraleelas al ejee longituddinal de laa sonda) y el otro detecta las líneass de campo radiale es (perpen ndicularees al eje loongitudina al de la soonda). ster − GRUPO ANTELA AFI-II Ing. Sandra Silves L Los punto os blanco os Páginaa 1 Ministerio de Educación M E U Universidad Te ecnológica Na acional F Facultad Regio onal Rosario Depa artamento de Materias M Básiccas PRÁC CTICAS DE LA ABORATORIO DE FÍSICA A II pe equeños existente es sobre el extrem mo dee la sondaa, indican n el plano o de acción (n normal all campo)) de cada a elemen nto se ensible. Un U selecttor permite escog ger un no u otro o de esto os planos s de orie enta ación dell sensor.. Las do os orienttaciones no o puede en ser escogid das simultánea amente. (∗) Efecto o Hall: Differencia de e potencial que se genera en los bordes s de una cinta c condu uctora por la l cual circ cula una corriente eléctrica, cuando se aplica un cam mpo magné ético perpe endicular al plano de d dicha cinta. A Además de los selectore es de alcance a de m medida y de orien ntación del elemento senso or, t también se s incluy ye un bottón de ta ara ubicado e entre amb bos selectores. La tara permite que la m medición del sennsor sea ajustada a a cerro. T Típicamen nte, el sensor se e encuentra ajustado oa c cero mien ntras el mismo m no está exp puesto a un c campo magnético m . La “Cá ámara de e Gauss de C Cero” es un u acceso orio cuyo interior está e exen nto d campo de os magn néticos in ncluido el terrestrre, p por lo qu ue permitte un ajusste absolu uto del ceero cuando el senso or debe funcionar f en el ran ngo de ± 10 Gauss s = ± 10−3 Tesla. EQUIP PO NECES SARIO • Unidad de Senso or de Cam mpo Magn nético. • Cables con Cone ectores DIN. • Computadora (P PC). • Interfaz z de com mputadora a “Science e Workshop p” (“Taller de Ciencia”) de PASSCO CIENTIFIC C. ster − GRUPO ANTELA AFI-II Ing. Sandra Silves Páginaa 2 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Rosario • Departamento de Materias Básicas PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE FÍSICA II Software “Science Workshop” versión 2.3 (o mayor) o “Data Studio” (“Estudio de Datos”) de PASCO CIENTIFIC. Recomendado adicionalmente: • Cámara de Gauss de Cero (PASCO EM-8652) (nuestro Laboratorio no dispone de este elemento). CONEXIONADO Conectar la unidad de Sensor de Campo Magnético al canal análogo A, B, o C existente en la caja de la Interfaz para Computadora, usando el cable con los conectores DIN. La Interfaz debe conectarse a la Computadora (puerto USB). ESPECIFICACIONES DEL SENSOR El sensor de campo magnético ha sido calibrado separadamente para cada uno de los rangos establecidos, según la tabla siguiente: TABLA DE ESPECIFICACIONES DEL SENSOR MAGNÉTICO ALCANCE GANANCIA RESOLUCIÓN EXACTITUD FACTOR DE CALIBRACIÓN 1.000 Gauss 1X 0,5 Gauss 100 Gauss 100 Gauss/voltio ± 100 Gauss 10X 0,05 Gauss 10 Gauss 10 Gauss /voltio ± 10 Gauss 100X 0,05 Gauss 1 Gauss 1 Gauss /voltio 1 Gauss = 0,0001 Tesla = 10−4 T ELECCIÓN DE LA DIRECCIÓN AXIAL O RADIAL DEL CAMPO MAGNÉTICO El Sensor debe ser puesto a cero después de cada cambio entre dirección axial y radial del campo magnético. La puesta cero se realiza cuando ningún campo magnético está presente en el entorno del aparato (aparte del campo terrestre), pulsando para ello el botón de tara. El accesorio “Cámara de Gauss de Cero” permite que el usuario encierre al extremo de la sonda en un espacio donde la intensidad del campo es cercana al cero absoluto. Esto es muy ventajoso cuando el Sensor se usa para medir campos magnéticos muy pequeños. Se introduce la sonda en la cámara y luego se presiona el botón de tara. Ing. Sandra Silvester − GRUPO ANTELAFI-II Página 3 Ministerio de Educación M E U Universidad Te ecnológica Na acional F Facultad Regio onal Rosario Depa artamento de Materias M Básiccas PRÁC CTICAS DE LA ABORATORIO DE FÍSICA A II NOTA: el disp positivo de d “Efecto o Hall” usado co omo elem mento Se ensor, tie ene compensación de d temperratura. Sin n embarg go, cuando o se mide en niveles s de cam mpo magné ético muy bajos (es scala de 100X 1 ⇒ ± 10 Gauss), una pequeña variación v de temperratura de la persona a cargo de la exp periencia puede p afectar la me edición. Es sta eventu ualidad pue ede signifiicar diferencias del orden o de unos u pocos Gauss. Para P obten ner mejore es resultados al us sar dicha escala, el e Sensor debe esttar conec ctado con la Interfa az durante e 5 a 15 minutos, m a antes de que q los da atos sean leídos. Es sto permittirá que ell elementto sensible llegue al equilib brio térmico y alcance resu ultados más m estable es. SELEC CCIÓN DE E RANGOS S El Sen nsor tiene tres alcances selecciona s ables: 1X X, 10X y 100X. El E softwa are usado con la In nterfaz de ebe ser diispuesto para el allcance esc cogido y las unidaddes de meddida deseaadas. • 100 0X (± 10 Gauss)): En es ste rango o pueden n ser dettectados y medid dos cam mpos magnnéticos déébiles pressentes en n el entorrno de con nductores s eléctrico os, com mo así también t las varia aciones del camp po magn nético terrestre. Es aco onsejable el uso de e la Cáma ara de Ga auss de Cero. C • 10X X (± 100 0 Gauss): Este alc cance es óptimo ó para medir camposs magnétic cos preesentes en bobinas de d aire y solenoide s s. s • 1X (± 1.000 0 Gauss):: Rango id deal para a su empleo en la medición de camp pos típiicamente encontra ados en electroiman nes e imannes permaanentes fueertes. MONTA AJE SOBRE E ALGUNO OS APARATOS EXPE ERIMENTALES: La ro osca ubica ada sobre la parte inferior de e la caja del sensor,, se usa para fijar un u conecto or que perrmite ados sar el sens sor a algu unos aparratos expe erimentale es de PASCO. El ag gujero ady yacente a la rosca, llamado “agujero de alineación”, encajja sobre una u punta de alineación incluiida ster − GRUPO ANTELA AFI-II Ing. Sandra Silves Páginaa 4 Ministerio de Educación M E U Universidad Te ecnológica Na acional F Facultad Regio onal Rosario Depa artamento de Materias M Básiccas PRÁC CTICAS DE LA ABORATORIO DE FÍSICA A II sobre algunos instrumen ntos de PASCO. P Nuestro N La aboratorio o no disp pone de los aparato os e instru umentos citados. c ESPEC CIFICACIO ONES DEL L CONECT TOR DIN 1 y 2: Salida an nalógica de d −10 V a +10 V 6 y 7: Alimenta ación de 12 1 VCC 5: Con nexión a tierra t 3, 4, y 8: Sin conexión. NOTA: Las prese entes insttrucciones de emple eo del Sen nsor de Campo Mag gnético, han h sido re edactadas suponiend do que el usuario tie ene los co onocimienttos básicos necesarios acerca de la Inte erfaz y el software s a asociado. ster − GRUPO ANTELA AFI-II Ing. Sandra Silves Páginaa 5