“ C a m p o M a g n é t i c o ”

L A B O R A T O R I O D E F I S I C A I I I

Ángel Daniel Ramos 11011419 Víctor Alejandro Morales 11011349

Instructor: José Carlos Pérez Romero

“Lo que se presenta en este reporte es el resultado del trabajo en el aula del laboratorio, del procesamiento de datos y de la investigación de parte del grupo que lo presenta. Caso de incluir partes copiadas obtenidas por otros cauces, quedaríamos sometidos a las sanciones que este tipo de prácticas conllevan”

Viernes 25 de Noviembre de 2011

I. Introducción.

En el siguiente informe se encontrara mucha información sobre los campos magnéticos, desde cómo se generan hasta cómo se comportan en el espacio. También se mostrara que ocurre en el choque de dos o más campos magnéticos. Uno de los materiales más conocidos que produce campo magnético es el imán y será justamente con este como realizaremos nuestros experimentos, donde cada uno buscara enfatizar cierto punto en especial o comprobar cierta ley física. Asimismo se demostrara que ciertos aparatos o materiales pueden afectar el comportamiento de una brújula provocando que esta señale hacia direcciones equivocadas, esto también es uno de los efectos de los campos magnéticos sobre la brújula. Objetivos 1. Reconocer las líneas de campo magnético de un imán recto y concebir una idea espacial de esas líneas de campo. 2. Reconocer la configuración de las líneas de campo entre polos opuestos y entre polos iguales.

II. Resumen de la Experiencia:

Esta práctica constaba de 4 partes, la primera que realizamos fue donde necesitábamos ralladuras de hierro dos imanes y una hoja de papel, primero colocamos un imán debajo de la hoja y luego fuimos esparciendo el hierro, cuando ya había una cantidad considerable dimos un pequeño golpe sobre la mesa donde estábamos trabajando para que se notaran claramente el comportamiento de las líneas del campo magnético, luego colocamos dos imanes separados a cinco centímetros con sus polos del mismo tipo y realizamos lo mismo que en la parte anterior para observar el comportamiento de los campos de ambos, luego colocamos los mismos dos imanes solo que esta vez con sus polos atrayéndose y realizamos el mismo procedimiento. Para la segunda parte introdujimos un imán dentro de una esfera de madera para crear un modelo escala del campo magnético de la tierra, y con un imán que giraba libremente dibujamos las líneas magnéticas que podíamos observar, para comprobar que el campo de la tierra sale del norte y entra en el sur. En la tercera experiencia usamos una hoja en blanco donde se colocaban los dos imanes anteriores pegados de modo que el lado positivo quede arriba y el negativo abajo, y con una brújula empezamos en un punto sobre el polo norte del imán y fuimos siguiendo los puntos que marcaba la brújula, demostrando así que exactamente del lugar que sale entraba en su región opuesta. La última

parte consistía en usar una brújula que sería afectada por un cable que se consideró como infinito el cual tenía una corriente por lo que generaba un campo magnético, y modificando el campo fuimos tomando la corriente con la que encontrábamos los ángulos requeridos.

III. MATERIALES Y EQUIPO

• Placa de policarbonato • Imán recto • Botecito con hoyos para espolvorear con limaduras de hierro • Hoja de papel áspero • Brújula de bolsillo • Sensor de campo magnético • Esfera Terrestre • Imán recto, d = 8mm y l = 60m

Registro de Datos y Resultado

a. Dibujo o foto de la imagen que forman las limaduras de hierro en la

actividad A.

Un solo Imán.

b. Hoja con las líneas de campo de la actividad B.

c. Dibujo o foto de la imagen que forman las limaduras de hierro en la actividad C. Imanes con Polos Iguales.

d. Dibujo o foto de la imagen que forman las limaduras de hierro en la actividad D. Imanes con polos opuestos.

e. Las posiciones que adquieren las limaduras de hierro corresponden a las líneas de campo en el plano del papel. Para cada configuración, describa esas líneas, poniendo de relieve las diferencias en las direcciones que manifiestan las repulsiones o atracciones.

Un solo Imán. Cuando se tiene un solo imán lo que se puede observar son las líneas del campo magnético que salen de un polo y entran en el otro, cumpliendo lo que dice la teoría que el campo magnético que sale es el mismo que entra volviendo así el flujo magnético 0. Imanes con Polos iguales. Cuando lo que se tiene son dos imanes separados a una cierta distancia se puede apreciar claramente como cada imán genera un campo, asimismo se vuelve notorio l por que las cargas de igual signo se repelen, ya que donde los dos campos magnéticos se tocan se evidencia que estos se rechazan mutuamente alejándose uno del otro.

Imanes con Polos Opuestos En esta parte del experimento se demostró por qué las cargas de signos opuestos se atraen, ya que se puede ver que donde chocan los campos magnéticos generados por los imanes estos se ven atraídos, dando la impresión que compartirán el campo pero eso es porque ambos buscan juntarse. f. Realice un dibujo en perspectiva que permita visualizar la forma espacial del campo en las actividades C, D y E del procedimiento experimental. Compare ese dibujo con la foto o dibujo de las líneas de campo obtenidas con la las limaduras de hierro para los incisos C y D. Explique si hay concordancia entre uno y otro dibujo y porqué. i. Describa el movimiento de la brújula en la Actividad B y compare esta trayectoria con las líneas de campo obtenidas con las limaduras de hierro. La brújula se situaba sobre cierto punto en el polo positivo del imán, al momento de ir moviendo la brújula e ir marcando los distintos puntos se observó que la brújula llego al final al mismo punto solo que esta vez en el polo negativo. Esto confirma lo que capturamos en la imagen del primer experimento, donde colocábamos un imán y se veía que las líneas de campo magnético regresaban, pues el imán realiza lo mismo sale y regresa al imán.

VI. CUESTIONARIO 1. ¿Cómo discurrirían las líneas de campo que no están trazadas en la hoja de la actividad B? Siempre se comportarían de la misma manera saliendo por el polo positivo y entrando por el negativo, cerrando de esta manera el ciclo, la única diferencia es que cada vez las longitudes de onda irían aumentando. 2. Las distintas configuraciones de líneas que han mostrado las limaduras muestran que éstas ‘salen’ del polo norte y ‘entran’ al polo sur de cada imán. ¿Es esto realmente cierto? Explique si las líneas de campo magnético son abiertas o cerradas y por qué. 3. Cuándo usted colocó la brújula en los puntos señalados en la actividad B, ¿por qué la aguja no marcaba ni el norte ni el sur? No marcaba ni norte ni sur porque se estaba viendo afectada por un campo externo, en este caso producido por los dos imanes que estaban unidos. 4. Si deseara ubicar el norte en distintos lugares de su casa, señale dos o tres aparatos o elementos que distorsionarían la dirección que marcaría la aguja de la brújula.

Una computadora de escritorio

Un teléfono celular

Un televisor

5. Investigue sobre el comportamiento de los átomos de hierro que permite que las limaduras se orienten en la dirección de las líneas. Describa y explique la configuración de “dominios magnéticos” característica de metales como el hierro (ferromagnéticos) Los dominios magnéticos son agrupaciones de imanes permanentes elementales (dipolos magnéticos). Un dominio magnético puede aparecer en un material ferromagnético, en el que se dé un ordenamiento magnético a medio alcance. En cada uno de estos dominios, todos los momentos magnéticos están alineados. En las fronteras entre dominios hay cierta energía potencial, pero la formación de dominios está compensada por la ganancia en entropía.

Ya que los atomos del hierro, se comportan de manera de ferromagnética, ocurre los llamados dominios magnéticos, y esto provoca que las limaduras se “alineen”.

V. REGISTRO DE DATOS

1. Mida la longitud total del hilo, la distancia horizontal de cada extremo a la brújula y la distancia radial de éste a la brújula.

Longitud total= 52.5 cm Radio= 0.6cm 2. Anote los datos de los resistores (resistencia y potencia). En hoja de datos 3. Anote los datos de voltaje y corriente que alimentan el circuito. En hoja de datos

Tabla de Datos.

Grados Corriente

1 2 3 4

10 0.099 0.112 0.158 0.099

15 0.166 0.173 0.208 0.189

25 0.451 0.349 0.403 0.47

30 0.791 0.706 0.715 0.617

Grados Corriente

10 0.117

15 0.184

25 0.418

30 0.707

Corriente B (T)

0.117 0.0000039

0.184 6.1333E-06

0.418 1.3933E-05

0.707 2.3567E-05

VI. RESULTADOS 1-3. El valor obtenido para el campo magnético terrestre para cada valor de corriente. Según Helmholtz, el valor del campo magnético producido por la corriente en la región central está dado por: r Oh Damm it. I'm going to miss the moment when node.js beats ror :(

Para cada uno:

Grados I R Bt

10 0.117 0.6 3.9E-08

15 0.184 0.6 6.133E-08

25 0.418 0.6 1.393E-07

30 0.707 0.6 2.357E-07

Bt = 0.49 Gauss (realizada en papel) El campo magnético terrestre es 0.5 Gauss, comparado con nuestro resultado 0.49, presenta un error de casi el 1-2% 2. La recta B vs. tanθ, que le ha de dar como pendiente el campo

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0 0.000005 0.00001 0.000015 0.00002 0.000025

Tan

gen

te

Campo Magnetico

Campo Magnetico vs Tan

CONCLUCIONES.

El campo magnético creado por un imán es un ciclo ya que sale por uno de

sus extremos y entra por el otro.

El flujo magnético total en un objeto es igual a cero, debe di a que el

mismo campo magnético que sale es el que entra de nuevo.

Los imanes se ven afectados por los campos magnéticos que son

producidos por ciertos materiales.

Un alambre por el cual se transporta cierta corriente generara un campo

magnético que lo rodeara.

Los campos magnéticos hacen que las partículas de signos opuestos se

atraigan y de signos contrarios se repelan mutuamente.