Campo Electrico

El Campo –magnético es campo que ejerce fuerzas (denominadas magnéticas) sobre los materiales. Al igual que el campo eléctrico también es un campo vectorial, pero que no produce ningún efecto sobre cargas en reposo. Sin embargo el campo magnético tiene influencia sobre cargas eléctricas en movimiento.

La tierra posee un campo magnético, cómo si el planeta tuviera un enorme imán dentro suyo cuyo polo sur estuviese en el norte geográfico y viceversa Sin embargo, al contrario que el campo de un imán, el campo de la Tierra cambia con el tiempo porque se genera por el movimiento de aleaciones de hierro fundido en el núcleo externo de la Tierra (la geodinamo).

El campo magnético puede ser representado por un vector tridimensional, y como vector posee módulo dirección y sentido. A este vector lo denominamos fuerza o intensidad total, F. Equivale a la suma vectorial de sus tres componentes cartesianas (X, Y, Z). El ángulo que forma H con el eje Z se denomina "Inclinación", I.

La unidad de medida de la intensidad de la fuerza F y de sus componentes se denomina Tesla (T). Esta unidad es demasiado grande para la medida del CMT. Por ello se utiliza un submúltiplo, el nanotesla, nT (1nT=10-9 Tesla).

La magnitud de F es del orden de 30.000 nT en el Ecuador y 60.000 nT en los Polos, siendo su dirección prácticamente horizontal en el Ecuador y vertical en los Polos.

D= Declinación; Y= Componente Este-Oeste; I= Inclinación; Z= Intensidad vertical; H= Intensidad horizontal; F= Intensidad total; X= Componente Norte-Sur; N= Norte geográfico; S= Sur; E= Este; W= Oeste

Para determinar experimentalmente el valor del campo-magnético terrestre (B_t) se hace interactuar una brújula con el campo-magnético resultante de la superposición del campo magnético terrestre con un campo-magnético generado por una bobina cuadrada (B_e), la cual se puede representar con una suma vectorial:

B_t B_r

ᶿ B_e

Donde la brújula apuntará en dirección al campo resultante B_r

De esta figura podemos deducir lo siguiente:

tan⁡〖α=B_e/B_t 〗 (1)

Teóricamente sabemos qué el campo magnético B_e es proporcional a la intensidad de corriente (i) de tal forma que:

B_e=ki (2)

Y al reemplazar (2) en (1) se obtiene:

tan⁡〖α=ki/B_t 〗 (3)

Por lo que al graficar se espera que el comportamiento de la curva de la función (3) sea lineal. Y a partir de esta poder determinar el valor del campo-magnético terrestre B_t.

Otro dato importante que hay que tener en consideración es la constante k, la cual depende de la geometría de la bobina que se utilice; como en este caso se utilizará una bobina cuadrada se puede saber que:

k= (2√(2&2 )μ_o N)/πa (4)

Finalmente al Reemplazar (4) en (3) se obtiene:

tan⁡〖α=(((2√(2&2 )μ_o N)/πa)i)/B_t 〗 (5)

Cuando el campo magnético de la espira rectangular es igual al terrestre, es por ello, que se debe ajustar la intensidad de corriente eléctrica de modo que se cumpla esta condición y de esta manera determinar el valor del campo magnético terrestre.

Actividad

Para esta actividad experimental se necesitaron los siguientes materiales:

Fuente de poder con intensidad de corriente variable

Bobina

Amperímetro

Brújula (con compás)

Soporte

Cables banana-caimán

Papel polar

Estos materiales estaban dispuestos de la siguiente manera:

El objetivo de la actividad es determinar la magnitud del campo magnético de la Tierra a partir del campo magnético producido por una espira rectangular.

PROCEDIMIENTO:

1. El método consiste, en primer lugar, determinar con la brújula la dirección del campo magnético terrestre.

2. Luego

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