Práctico numero 8
- 1. Práctico numero 8 Materiales: Conductor recto, amperímetro, generador y brújula dispuestos comose indicaen la figura. Fundamento teórico: Ley de Ampere Campo magnéticode un conductor rectilíneo Usando la informaciónde (magnetic fieldcalculator) de la NOAA:en Rivera, determinamos el valor de B (campo horizontal de latierra). B=17900nt=1,79x10-5 T
- 2. Ley de AmpereEn Física del magnetismo, la ley posteriormente y ahora es La ley de Ampère determina que la circulación del campo magnético a lo largo de una línea cerrada es equivalente a la suma algebraica de las intensidades de las corrientes que atraviesan la superficie delimitada por la línea cerrada, multiplicada por la permitividad del medio. En concreto para el vacío: ∮B⃗ ⋅dl⃗ =μ0⋅∑I Como puedes observar, la expresión incluye la suma de todas las intensidades que atraviesan la línea cerrada. Sin embargo, las intensidades pueden tener distintos sentidos y por ende unas se considerarán positivas y otras negativas. Para determinar el signo de las intensidades, en primer lugar es necesario determinar el vector de superficie formado por la línea cerrada. Para ello, haremos uso de la regla de la mano derecha tal y como se muestra en la siguiente figura.
- 3. Si el sentido de las intensidades coincide con el sentido del vector superficie, la intensidad se considerará positiva, por ende, si se orienta en sentido contrario la intensidad se considerará negativa.
- 4. La ley de Ampere nos proporciona una serie de ventajas a la hora de estudiar los campos magnéticos generados por corrientes eléctricas. En concreto: Nos permite calcular el campo magnético generado por corrientes eléctricas cuando se producen ciertas condiciones y se elige una línea cerrada adecuada. Dado que el campo magnético a lo largo de una línea cerrada no es nulo, los campos magnéticos no son conservativos y por tanto, no existe un potencial escalar magnético. Campo magnético de un conductor rectilíneo
- 5. Supongamos un conductor recto y largo, que atraviesa perpendicularmente un plano horizontal. Si colocamos brújulas a su alrededor, en un principio se orientan en la dirección del campo magnético terrestre. Luego, al circular corriente por el conductor, se orientan todas en forma tangente a una circunferencia concéntrica al conductor. Podemos concluir que las líneas de campo generado por el conductor son circunferencias concéntricas a éste. Si invertimos el sentido de la corriente, las brújulas se orientan en la misma dirección pero con sentido opuesto. El sentido de las líneas de campo depende del sentido de la intensidad por el conductor. Para determinar el sentido de las líneas de campo utilizaremos la regla de la mano derecha. Módulo del vector B Para determinar completamente el vector B debemos calcular además su módulo. Este es inversamente proporcional a la distancia “d” del conductor al punto. Al representar el campo magnético generado por una corriente en un conductor utilizando líneas de campo, se aprecia que están más separadas entre sí al alejarnos del conductor. B ∝ 1/d Además, el módulo del campo magnético generado por una corriente que circula en un conductor recto es directamente proporcional a dicha intensidad. B ∝ 1 Por lo tanto, para una corriente en un conductor recto: B ∝ 1/d Para pasar a una igualdad debemos multiplicar por una constante, por lo tanto nos queda. B =K. 1/d “k” es una constante que depende del medio, en el vacío vale: k = µ/ 2π “µo ” es otra constante, que se llama permeabilidad magnética en el vacío. Para el aire tiene casi el mismo valor que para el vacío. µo = 4 π x 10-7 T.m/A
- 6. Tabla de datos: Tabla 1: d(m) I(A) α tg B(HT) B(T)X10^-6 0,05 0,9 5 0,087 1,79X10^-5 1,6 1,5 10 0,176 3,1 2 15 0,267 4,8 2,3 20 0,364 6,5 3 25 0,466 8,3 3,5 30 0,577 10 4,1 35 0,7 12 Tabla 2: d(m) I(A) α Tg B(HT) B(T) 1/d(1/m) 0,025 2 26 0,49 1,79E-05 8,70E-06 40 0,05 2 12 0,21 3,80E-06 20 0,075 2 10 0,17 3,00E-06 13,3 0,1 2 6 0,1 1,70E-06 10 Graficas de las tablas: Tabla 1: B(T)=f(I)
- 7. Tabla 2: B(T)=f(1/d) y = 3.307x - 1.5588 R² = 0.9953 0 2 4 6 8 10 12 14 0 1 2 3 4 5 B(T)X10^-6 I(A) B=f(I) B=f(I) Linear (B=f(I)) y = 2E-07x - 4E-07 R² = 0.9898 0.00E+00 2.00E-06 4.00E-06 6.00E-06 8.00E-06 1.00E-05 0 10 20 30 40 50 B(T) 1/d B=f(1/d) B=f(1/d) Linear (B=f(1/d))