UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN

ANTONIO ABAD DEL CUSCO

FACULTAD DE

EDUCACION

TEMA:

ASIGNATURA : física III

DOCENTE : Juvenal Pérez

ALUMNO : Celestino Ccapa Quiroz

CODIGO : 051990 – J

GRUPO: 329-A (miércoles 11-13)

CUSCO – PERU

2011

CAMPO MAGNETICO TERRESTRE

CAMPO MAGNETICO TERRESTRE A. OBJETIVO:

Determinar la componente horizontal ( ) del campo magnético terrestre.

B. MARCO TEORICO: Debido a su rotación interna, de los iones de la tierra producen un campo magnético que se puede representar como producido por una pequeña barra imantada situada en el centro de la tierra con el polo sur señalando hacia el polo norte magnético, distinto del polo norte geográfico. Como se sabe, todo imán recto que puede girar en torno a su centro, siempre se orienta en la dirección Norte - Sur, si no existe en su proximidad ninguna influencia de origen magnético. En este hecho se basa el funcionamiento de la brújula. Las brújulas se orientan de tal modo que su dirección es la dirección del campo magnético en ese lugar y su polo norte indica el sentido del campo. Cuando una brújula es afectada por varios campos magnéticos simultáneamente esta se orienta en la dirección del campo magnético resultante y su polo norte indica el sentido de éste. En esta práctica será aprovechado el carácter vectorial del campo magnético para poder determinar experimentalmente el valor de la componente horizontal Bh del campo magnético terrestre en el local del laboratorio. Para esto, se producirá un campo magnético en el centro de una bobina de varias espiras y dicho campo se orientará perpendicularmente al campo magnético terrestre. Un aparato de inclinación y brújula indicará la dirección y sentido del campo magnético resultante en la dirección horizontal, BRh. Si la aguja de una brújula se suspende con su centro en cojinetes que le permitan girar tanto en el plano vertical como el horizontal, esta quedara orientada horizontalmente respecto a la superficie terrestre sólo si se encontrara cerca del ecuador. Cuando este experimento se hace más al norte del ecuador (por ejemplo en nuestro País) la aguja gira verticalmente formando un ángulo Φi con el plano horizontal, denominado ángulo de inclinación Cuando una corriente I pasa a través de la bobina de longitud L y de N espiras se produce un campo magnético que en el centro vale:

………. (1)

Y su dirección es perpendicular al plano de las espiras. Este campo magnético se suma vectorialmente con la componente horizontal

del campo magnético terrestre para dar la resultante . Entonces de la figura 1 se tiene:

………………(2)

…………………(3)

C. EQUIPOS Y MATERIALES: Una fuente de corriente continua 0-12volt. Un amperímetro (escala 0-3Amp.). Un reóstato. Cables de conexión. Un solenoide. Una brújula.

D. DIAGRAMA DE INSTALACION:

E. PROCEDIMIENTOS Y DATOS EXPERIMENTALES

1. Instale el circuito mostrado en la figura 2. 2. Una vez instalado el circuito, colocar la brújula en el centro del

plano vertical de una espira y sobre un plano horizontal. 3. Oriente el plano de la bobina en la dirección del meridiano

magnético terrestre. Para lograrlo se usa la misma brújula haciendo coincidir la dirección de la aguja con el cero de la escala (dirección norte), y esta dirección a su vez se hace coincidir con la perpendicular del eje de la bobina.

4. Regule la fuente de la posición 1.

5. Medir las intensidades de corriente que nos de desviaciones de y complete la tabla 1.

TABLA Nº 1

Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 20 30 40 50 60 70 80 90

I(A) 0.0085 0.0166 0.0253 0.0357 0.048 0.0647 0.103 0.182 0.36

F. OBSERVACIONES EXPERIMENTALES:

En el circuito armado ponga la bobina de manera que el plano este en el plano horizontal y la brújula fueran de la bobina con la aguja cuya dirección sea tangente a la bobina. Haga pasar corriente por la bobina de manera que sea igual a 0.06; 0.08y 0.10 Amperios sucesivamente. ¿que sucede con la brújula? ¿Por qué? se observo que existe un desplazamiento de la aguja de la brújula en sentido de las líneas del campo magnético producido por la bobina y el campo magnético terrestre. Muestre con un grafico en que dirección estas las líneas de campo. Al invertir la bobina el sentido de desplazamiento de la brújula cambia debido a que el campo magnético producido por la bobina ha cambiado.

G. ANALISIS DE DATOS EXPERIMENTALES:

1. Haciendo uso de las ecuaciones 1, 2,3. Calcule las siguientes magnitudes físicas , y y complete la tabla 2.

TABLA Nº 2

Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9

I(A) 0.0085 0.0166 0.0253 0.0357 0.0480 0.0647 0.1030 0.1820 0.3600

(T) 1.87272E-05 3.6573E-05 5.57408E-05 7.8654E-05 0.000105753 0.00014255 0.00022693 0.00040098 0.00079315

(T) 0.000106207 0.000100484 9.65459E-05 9.3736E-05 8.87376E-05 8.2299E-05 8.2595E-05 7.0704E-05 4.85863E-20

(t) 0.000107845 0.000106932 0.000111482 0.00012236 0.000138051 0.0001646 0.00024149 0.00040717 0.00079315

2. Haga un grafico de en función de L, escriba su ecuación correspondiente.

Grafico de = f (I)

F (I) = = 0.002i+0

3. Haciendo uso de mínimos cuadrados halle los valores de los parámetros de la ecuación anterior que representan físicamente estos parámetros. La intensidad del campo magnético producido en la bobina es directamente proporcional al paso de la corriente a través de ella, entonces.

∞ I

A=0.002

El valor de parámetro A=0.002 es la constante de la proporcionalidad entre estas magnitudes, reemplazamos en la ecuación (1) tenemos:

+0

f(I)= 0.002IR² = 1

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0 0.1 0.2 0.3 0.4

f(I)

= B

(bo

bin

a)

I(amperio)

Series1

Linear (Series1)

4. Determine el valor de .

De la relación anterior podemos deducir el valor de la permeabilidad magnética del aire que es igual (por efectos de

cálculo) a la del vacio.

5. Calcule el error de .

Error porcentual será:

6. Halle el promedio de y su respectivo error.

El promedio de es:

H. CUESTIONARIO:

¿Describa el campo magnético terrestre? El campo magnético de la tierra es también conocido como el campo geomagnético, el campo magnético terrestre que se extiende desde el núcleo interno de la tierra hasta su confluencia con el viento solar, una corriente de partículas de alta energía que emana del sol. Es aproximadamente el campo de un dipolo magnético inclinado en un ángulo de 11º con respecto a la rotación del eje, como se hubiera un imán colocado en ese ángulo en el centro de la tierra. Sin embargo a diferencia del campo de un imán de barra, el campo de la tierra cambia con el tiempo porque en realidad es generado por el movimiento de las aleaciones de hierro fundido en el núcleo externo de la tierra.

I. CONCLUSIONES: Con este experimento podemos mostrar la interacción entre un material magnético (aguja de la brújula) con un campo magnético producido por una corriente eléctrica.