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Laboratorio n° 7: Campo magnético
Julián Carvajal, Johan Quiquiva, Alejandro Lerma, Lic. En Matemáticas y Física
Resumen: en el laboratorio se observa de forma experimental mediante una brújula , las líneas de
campo magnéticas que representa varias fuentes de campo magnético (imán y solenoide
conectado a una fuente eléctrica ), al trazar las líneas expresadas por la brújula en una hoja de papel
milimetrado obtuvimos un mapa de la orientación de dichas líneas .
Introducción
En el estudio de la electricidad un campo
magnético puede entenderse como como una
descripción matemática de la interacción
entre corrientes eléctricas o materiales
magnéticos. El campo magnético en cualquier
punto queda especificado por su dirección y
magnitud, es decir, como un campo vectorial.
En la práctica, la dirección del campo
magnético en cualquier punto del espacio
puede determinarse con ayuda de una
brújula, el campo magnético puede
representarse por medio de las líneas de
campo. La magnitud de este puede
determinarse
por
medio
de
un
magnetómetro o por medición directa con la
ley de ampere.
curso, dar una definición formal o universal
del mismo es algo complejo. En el libro físico
de Serway plantean que: “El campo eléctrico
provocado por una carga fuente en una carga
de prueba se define como la fuerza eléctrica
sobre una carga de prueba por carga
unitaria”1, tomando esta definición se puede
deducir que siempre que se hable de campo
eléctrico existirá una carga o cuerpo cargado
eléctricamente que genere este campo
eléctrico en una región del espacio. El campo
eléctrico está dado por la ecuación:
MARCO TEÓRICO
Dado que este informe se centra en analizar y
describir los resultados obtenidos en el
laboratorio
nº
9
del
curso
electromagnetismo, resulta fundamental dar
las definiciones de los diferentes fenómenos
que este se observa.
El primer término es el campo eléctrico,
aunque se ha trabajado desde el inicio del
1
GIANCOLI, Douglas C. Douglas C., et al. Física:
para ciencias e ingeniería con física
𝐸⃑ =
⃑⃑⃑⃑
𝐹𝑒
𝑞
El vector 𝐸⃑ del campo eléctrico en un punto
en el espacio se define como la fuerza
eléctrica ⃑⃑⃑⃑
𝐹𝑒 que actúa sobre una carga de
prueba positiva 𝑞.
Ahora, este término podría confundirse
ingenuamente con el campo magnético,
moderna/Physics for scientists and engineers.
Pearson,, 2009.
aunque están ligados en su formación
presentan diferencias muy notables.
Actividad 1:
Realizar el montaje
“Al igual que el campo eléctrico, el campo
magnético es un campo vectorial-es decir,
una cantidad vectorial asociada con cada
punto del espacio”2 La forma en cómo se
genera un campo magnético es por la
corriente eléctrica.
El paso de corriente eléctrica genera un
campo magnético y cuando este campo es
variable se genera un campo eléctrico que
permite el paso de corriente.
Ubicar el compás en un punto aleatorio
de la hoja, marcar el punto donde marcar
el sur y hacer una pequeña flecha donde
marca el norte, unir con una línea, hacer
el mismo procedimiento para otros 40
puntos.
“Para el caso particular de una espira circular
de radio R, por la que circula corriente I, la
dirección del campo magnético es
perpendicular al plano de la espira, (…) su
magnitud (en el centro de la espira) queda
determinada por la expresión”3
𝐵=
Actividad 2:
Realizar el montaje
𝜇0 ∗ 𝐼
2𝑅
Como en este laboratorio se trabajara con un
solenoide en la segunda actividad, es
necesario conocer el campo magnético en el
interior de este, la ecuación está dada por:
𝐵=
𝑁 ∗ 𝜇0 ∗ 𝐼
𝐿
Ubicar el compás en un punto aleatorio
de la hoja, marcar el punto donde marcar
el sur y hacer una pequeña flecha donde
marca el norte, unir con una línea, hacer
el mismo procedimiento para otros 40
puntos.
Objetivos:
1) Observar las líneas de campo
eléctrico debido a un imán.
2) Observar las líneas de campo debido
a un solenoide.
Desarrollo experimental:
2
SEARS, Francis Weston; FORD, A. Lewis;
FREEDMAN, Roger A. Física universitaria: con
física moderna. Pearson educación, 2005.
3
Dubeibe Fredy L., Laboratorio de
electromagnetismo. Editorial Unillanos, 2015
Resultados
Análisis de resultados
Para la actividad 1, se obtuvo el siguiente
mapa de líneas de campo magnético
Como se puede observar en el mapa
las líneas de campo salen del polo sur
al polo norte, y en el solenoide del
contacto negativo al positivo, entre
más cerca este la brújula del imán las
líneas de campo se ven más inclinadas
que las que están más alejadas del
imán,
Conclusiones
En el momento en el que la brújula se
cambiaba de lugar se observaba que el
indicador se movía fuertemente antes
de alinearse por completo con el
campo del imán y solenoide lo que
indica que el campo magnético fuerte
en ese momento era del imán y
superaba al terrestre
Referencias
Para la actividad 2, se obtuvo el
siguiente mapa de líneas de campo
1)
GIANCOLI, Douglas C. Douglas C., et
al. Física: para ciencias e ingeniería con
física moderna/Physics for scientists and
engineers. Pearson,, 2009.
2)
SEARS, Francis Weston; FORD, A. Lewis;
FREEDMAN, Roger A. Física universitaria:
con física moderna. Pearson educación,
2005.
3)
Dubeibe Fredy L., Laboratorio de
electromagnetismo. Editorial Unillanos,
2015