DETERMINACION DE LA PERMEABILIDAD MAGNETICA DEL AIRE

DETERMINACION DE LA PERMEABILIDAD MAGNETICA DEL AIRE

Daniela Muñoz Corredor, Daniel Eduardo Pizarro y Juan Nicolas Quiñones

ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA JULIO GARAVITO

Correos electrónicos corporativos: Daniela.munoz-c@mail.escuelaing.edu.co, juan.quinones-r@mail.escuelaing.edu.co, Daniel.pizarro@mail.escuelaing.edu.co

RESUMEN: La práctica se hizo con el objetivo de determinar el valor de la permeabilidad magnética del aire µa. Para esta, se usaron dos bobinas de diferente radio (R y r), las cuales se conectaron a un variac que suministra una señal alterna de la forma siendo V0 la amplitud, y f = 60 Hz. A través de este método, se tomaron medidas de voltaje y corriente en la bobina inductora con el fin de encontrar gráficamente el valor de µa [2]. [pic 1]

INTRODUCCIÓN

Las corrientes eléctricas son las fuentes de campo magnético. El campo magnético creado por una distribución de corriente se calcula a partir de la ley de Biot-Savart [2].

La ley de Biot-Savart, relaciona los campos magnéticos con las corrientes que los crean. La obtención del campo magnético resultante de una distribución de corrientes implica un producto vectorial, y cuando la distancia desde la corriente al punto del campo está variando continuamente, se convierte inherentemente en un problema de cálculo diferencial [1].

[pic 2]

Donde dL es igual a la longitud infinitesimal del conductor que transporta la corriente I y  corresponde al vector unitario que especifica la dirección del vector con distancia r desde la corriente al punto de campo [1].[pic 3]

Cada elemento de corriente infinitesimal realiza una contribución al campo magnético en el punto P que es perpendicular al elemento de corriente, y perpendicular al radio-vector que va desde el elemento de corriente al punto P del campo [1].

La relación entre la contribución del campo magnético y su elemento de corriente generador está determinada por la ley de Biot-Savart [1].

La dirección del campo magnético sigue la regla de la mano derecha, esta dirección surge por la naturaleza del producto vectorial que se aplica en su dependencia de la corriente eléctrica [1].

Para el caso de una espira circular de radio R y con corriente i, el valor del campo magnético en un punto P a una distancia x de su centro y a lo largo de un eje que pasa perpendicularmente al plano que contiene la bobina es dado por:

[pic 4]

[2].

1. METODOLOGÍA

Materiales:

• Una bobina1 (inductora) con radio R de 300 espiras.
• Una bobina con radio r y 2000 espiras.
•  Dos multímetros.
• Cables de conexión. Una regla graduada [2].

Procedimiento:

1. Se ubicó de manera concéntrica la bobina de menor radio con respecto a la de mayor radio.
2. Se suministró gradualmente corriente eléctrica a la bobina inductora y se tomo el valor del voltaje generado.
3. Se fijo un flujo de corriente en la bobina y gradualmente se movió la bobina de menor radio de modo que se alejaba de la de mayor radio. Se tomo el voltaje generado.

1. RESULTADOS

Datos iniciales:

Tabla 1: Datos para una corriente variable.

Tabla 2. Valores correspondientes a prueba con corriente constante y distancia variable.

[pic 5]

Fig. 1: Relación entre εef y Ief para una distancia fija x entre las dos bobinas

Tabla 3. Valores correspondientes al voltaje medido en voltios, distancia en metros y los valores de B y X para los datos de corriente constante, voltaje y distancia presentes en la gráfica.

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