LABORATORIO LEY DE AMPERE

Resumen

Para este laboratorio se utilizaron las herramientas del kit de estudio para experimentación de los campos producidos por bobinas de Helmholtz de Pasco, los dispositivos usados mas importantes son, un sensor de campo magnético en 2D, un sensor de movimientos rotacionales y dos bobinas para poder crear un campo magnético en cual se harán las pruebas

Palabras clave

Bobina

Campo

Helmholtz

Objetivos

El objetivo de este laboratorio es poner en práctica y confirmar experimentalmente lo aprendido en clases sobre campos magnéticos generados por bobinas de Helmholtz, la teoría nos dice que para una bobina de alambre que tiene radio R y N vueltas de alambre, el campo magnético a lo largo del eje perpendicular a través del centro de la bobina está dado por

[pic 1]

Para dos bobinas, el campo magnético total es la suma de los campos magnéticos de cada una de las bobinas. En el eje tenemos:

Bobinas Helmholtz[pic 2]

Para las de bobinas Helmholtz, la separación de la bobina (d) es igual al radio (R) de las bobinas. Esta separación de bobinas da un campo magnético uniforme entre las bobinas. Conectando x = 0 se obtiene el campo magnético en un punto del eje X centrado entre las dos bobinas:

[pic 3]

Introducción

Los campos magnéticos de varias bobinas se trazan frente a la posición a medida que el sensor de campo magnético pasa a través de las bobinas, guiado por una pista. La posición se registra mediante una cuerda unida al sensor de campo magnético que pasa sobre la polea del sensor de movimiento rotativo a una masa colgante.

Es particularmente interesante comparar el campo de las bobinas de Helmholtz en la separación adecuada del radio de la bobina con el campo de las bobinas separadas a menos o más que el radio de la bobina.

Modelo teórico

Las bobinas de Helmholtz son un par de bobinas circulares coaxiales conectadas en paralelo y las corrientes en las dos bobinas tienen la misma dirección y tamaño. Cuando la distancia d entre las bobinas es exactamente igual al radio R de la bobina circular, esta bobina circular portadora de corriente se llama bobina Helmholtz. La característica de este tipo de bobina es que puede generar un campo magnético amplio y uniforme cerca del punto medio de su eje común.

Descripción del procedimiento

Se deslizo el sensor de campo magnético hacia atrás lejos de las bobinas hasta que esté a unos 15 cm de la primera bobina. Luego se encendió el generador de señal # 1 (15 V). A continuación, se empieza a grabar y a mover lentamente el sensor de campo magnético a lo largo del centro de la pista, manteniendo la sonda paralela a la pista, hasta que el final del sensor esté a unos 15 cm más allá de la segunda bobina.

Análisis y resultado

[pic 4]

Como se observa en la gráfica, el sensor de campo magnético en la posición 0 inicia con una intensidad de campo magnético de aproximadamente 2,5 Gauss, a medida que el sensor se va desplazando poco a poco ira aumentando hasta los 16 cm, donde experimenta una pequeña caída hasta los 18 cm, a partir de este punto el sensor se encuentra cerca de la primera bobina y cuando cruza por debajo de esta alcanza uno de los dos picos más altos a los 21 cm, la intensidad del campo magnético es de unos 27 Gauss, a partir de este punto se observa una bajada de la intensidad en el punto medio entre las dos bobinas, en este punto la intensidad es de 23 Gauss, la lectura del campo magnético de la segunda mitad del recorrido es igual a la primera debido a que las dos bobinas son iguales, circula la misma intensidad de corriente y están a la misma distancia.

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