Informe 7 Ley de Oersted y Ampere

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UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA 
CAMPUS SANTIAGO 
LABORATORIO FIS 120 
 SEGUNDO SEMESTRE 2016 
 
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EXP.7: APLICACIONES DE LA LEY DE OERSTED 
Celeste Bugman 201551513-1 celeste.bugman@sansano.usm.cl 
Franco Espinoza 201551575-1 franco.espinoza@sanasano.usm.cl 
Giovanna Sánchez 201451577-4 giovanna.sanchez.14@ sansano.usm.cl 
 
 
1. Resumen 
La experiencia consistió en la verificación de 
la ley de Oersted y en la obtención de un campo 
magnético terrestre experimental. Por un lado la 
ley de Oersted se comprobó mediante el análisis 
del comportamiento de una brújula al ser sometida 
al campo magnético de un conductor, esto 
manteniendo una corriente constante de 4,98 [A]. 
Por otro lado, mediante el mismo montaje pero esta 
vez variando la corriente circulante entre 0 − 5 [𝐴] 
se obtuvo la relación entre la corriente y la tangente 
del ángulo de la brújula, de esta forma se determinó 
un campo magnético terrestre experimental. 
2. Introducción 
Los campos magnéticos pese a no ser 
nombrados en muchas conversaciones cotidianas 
son indispensables, ya que sin ellos no sería posible 
llevar a cabo muestro día a día. Es por ello que es 
importante comprender el comportamiento de 
éstos, Hans Oersted fue uno de los primeros 
científicos que se interesó en el estudio de campos 
magnéticos, y gracias a el se conoce la estrecha 
conexión entre la electricidad y el magnetismo. 
La tierra es el campo magnético más 
importante, ya que sin ella no seria posible nuestra 
existencia. La tierra se comporta como un imán, lo 
que implica que tiene un polo positivo y otro 
negativo. Pese a que dicho campo influye 
directamente en el comportamiento del planeta y 
sus componentes, sus efectos visibles no son 
muchos; uno de ellos y el mas fácil de observar es 
la brújula ya que su aguja imantada esta diseñada 
para señalar siempre al norte magnético, lo que 
permite que sea un instrumento ideal para la 
orientación. 
Otro efecto visible del campo magnético 
terrestre son las auroras boreales, ya que el campo 
causa que algunas partículas solares se dirijan hacia 
los polos, estas partículas al ir a grandes 
velocidades chocan con otras partículas de aire y 
liberan energía causando este fenómeno. 
En la experiencia se estudió la reacción de una 
brújula al someterla al campo magnético de un 
conductor, de esta forma fue posible estudiar el 
comportamiento de los campos magnéticos y 
obtener el campo magnético terrestre. 
3. Objetivos 
3.1-Principal: 
• Comprobar el comportamiento teórico de 
los campos magnéticos según la ley de 
Oersted, mediante la reacción de una 
brújula a un campo magnético externo. 
3.2-Específicos: 
• Obtener un campo magnético terrestre 
experimental, mediante la relación entre la 
corriente circulante del conductor y la 
variación del ángulo de la brújula. 
4. Marco Teórico 
Ley de Oersted: 
Por medio de la experimentación, Oersted 
comprobó que un hilo que conduce una corriente 
eléctrica produce un campo magnético alrededor 
de él, y la dirección del campo depende del sentido 
de la corriente. 
 
 
mailto:celeste.bugman@sansano.usm.cl
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Figura Nº1: Campo magnético sobre un alambre 
conductor, sobre el cual circula corriente. 
 La magnitud del campo magnético que se 
genera depende de dos factores, primero la 
corriente circulante (𝐼) y la distancia (𝑑) a la que 
se mide el campo: 
𝐵𝑐 =
𝜇0 ∙ I
2πd
 (1) 
 Donde μ0 es la permeabilidad magnética 
en el vacío, que corresponde a 4π ∙ 10−7[𝑁𝐴−2]. 
Campo magnético terrestre: 
 La brújula es un elemento que permite 
medir la dirección del campo magnético de la 
Tierra. En la experiencia se colocará bajo el efecto 
de otro campo magnético producido por un 
alambre conductor, bajo el efecto de ambos 
campos la aguja se desplazara un cierto ángulo 𝜃. 
Dado a que los campos son perpendiculares entre 
si, su suma vectorial nos permite establecer la 
siguiente relación: 
tan(𝜃) =
𝐵𝐶
𝐵𝑡
 (2) 
 Reemplazando esta relación en la ecuación 
1 se obtiene: 
𝐵𝑡 =
 μ0 ∙ I
2π ∙ tan (𝜃) ∙ d
 (3) 
5. Desarrollo Experimental 
5.1 -Materiales: 
1. DC Power Supply. Marca Mastech. 
Modelo HY3003D-3. 
2. Multímetros. Marca Gwinstek. Modelo 
GDM-396. 
3. Tablero Protoboard. 
4. Conductores. 
5. Brújula 
6. Conductor esmaltado. 
5.2 -Montaje: 
 
Figura N°2: circuito N°1, en el cual se mide corriente, 
y dirección de campo magnético con una brújula en 
torno a un conductor. 
5.3-Método Experimental: 
Para comprobar la ley de Oersted, se utiliza el 
circuito de la Figura N°2. En este circuito ha de 
conectarse una fuente de alimentación en paralelo, 
y en serie a esta se conecta un multímetro y un 
cable conductor. Bajo el conductor debe colocarse 
una brújula. Una vez realizadas las conexiones, 
debe encenderse la fuente y aplicar una fem 
constante, con tal de alcanzar una corriente de 
aproximadamente 5[𝐴]. Tras describir el 
fenómeno, debe colocarse la brújula sobre el 
conductor, y describir lo que sucede.. 
Para determinar el campo magnético de la 
Tierra, se utiliza también el Circuito N°1. A 
diferencia de la etapa anterior, aquí debe variarse 
la corriente eléctrica entre 0 − 6[𝐴], entonces 
debe registrarse la corriente para cada fem y el 
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ángulo de distorsión de la brújula, respecto al 
ángulo inicial. 
6. Datos 
 Los ángulos que se obtuvieron para la fase 
de la ley de Oersted fueron: 
𝜃1 = 68 
𝜃2 = −65 
 
 
Gráfico 1: Relación entre la tangente del ángulo θ 
formado por la aguja, y la corriente circulante del 
conductor, donde existe una relación lineal y creciente. 
7. Análisis 
Se procede a comprobar la ley de Oersted 
usando el Circuito N°1. Se aprecia que cuando la 
fuente está apagada, la brújula orienta su aguja en 
dirección del cable. Una vez aplicado un cierto 
voltaje, comienza a circular una corriente 𝐼1 =
4,98 ± 0,1[𝐴], provocando que la aguja comience 
a rotar en torno a la vertical, desviándose hasta un 
ángulo 𝜃1 = 68[°], respecto a su posición inicial. 
Luego, se invierte la corriente, teniendo una 
intensidad de 𝐼2 = −4,98 ± 0,1[𝐴], generando que 
la aguja se desvíe hasta un ángulo 𝜃2 = −65[°]. Al 
posar la brújula sobre el conductor, ésta apunta 
hacia el lado contrario respecto a cuando está 
debajo del conductor. 
Para determinar la magnitud del campo 
magnético terrestre, se usa nuevamente el Circuito 
N°1. Esta vez, se varía la corriente desde los 1,04 ±
0,07[𝐴], hasta los 5,11 ± 0,13[𝐴], y se registra el 
ángulo de desviación de la brújula para cada 
corriente, entonces motivado por la ecuación (3), 
se calcula la tangente del ángulo (Datos registrados 
en la Tabla N°1) y se representa gráficamente la 
tangente en función de la corriente eléctrica 
(Gráfico N°1), obteniéndose la siguiente ecuación 
empírica: 
tan(𝜃) = 0,165𝐼 + 0,1182 (4) 
De la ecuación experimental, se hace uso de la 
pendiente para calcular la magnitud del campo 
magnético de la Tierra (Con base en la ecuación 
(3)), es decir, sabiendo que la distancia entre el 
cable y la brújula es de 0,02274 ± 0,00025[𝑚] y 
que la constante de permeabilidad magnética del 
vacío es 𝜇0 = 4π ∙ 10
−7[𝑁𝐴−2], se tiene un campo 
de: 
𝐵𝑡 = 53,3[𝜇𝑇] 
Diríjase al anexo para ver el despeje 
matemático del campo. 
8. Discusión 
Relacionando la ecuación (2) con la ecuación 
(1) se obtiene que la corriente y la tangente del 
ángulo son variables directamente proporcionales, 
por lo tanto se relacionan de forma lineal. Esto se 
ilustra en el Gráfico Nº1, el cual tiene asociado un 
coeficiente de correlación: 
𝑅2 =0,99572 
 Dicho valor indica que las variables 
experimentalmente se comportan según la relación 
teórica esperada, por lo tanto es posible afirmar que 
los datos obtenidos son precisos. El factor que 
permite asegurar la exactitud de las mediciones es 
el término independiente asociado al gráfico, ya 
que teóricamente debería ser nulo y 
experimentalmente corresponde a 0,1882. La 
diferencia entre ambos valores reside en el primer 
decimal y al estar dentro de los márgenes 
contemplados es posible afirmar que las variables 
tan(theta) = 0,165I + 0,1182
R² = 0,99572
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 2 4 6
Ta
n
ge
n
te
 d
e
 á
n
gu
lo
 
Corriente [A]
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estudiadas se comportan según los parámetros 
esperados. 
El campo terrestre obtenido 
experimentalmente corresponde: 
𝐵𝑡 = 53,3[𝜇𝑇] 
Dicho valor al encontrarse dentro de los 
márgenes teóricos esperados (25-65[𝜇𝑇]) nos 
permite afirmar que el método experimental fue 
correcto y que las variables estudiadas siguen los 
parámetros teóricos de la ley de Oersted. 
Por otro lado al registrar los ángulos asociados 
a ambos sentidos de corriente: 
𝜃1 = 68 
𝜃2 = −65 
 
Considerando que según la ecuación (1) al 
cambiar el sentido de la corriente, el campo del 
conductor solo debe cambiar de signo, y 
relacionando la ecuación (2) se obtiene: 
tan (
𝜃1 ∙ 𝜋
180
) = − tan (
𝜃2 ∙ 𝜋
180
) 
2,5 = 2,1 
Como la diferencia de dichos valores reside en 
el primer decimal y el error porcentual asociado 
corresponde a 16% se puede afirmar que las 
variables se comportan según los parámetros de la 
ley de Oersted. Es importante mencionar que el 
error obtenido se asocia a los instrumentos 
utilizados, ya que estos pese a ser análogos tienen 
un error intrínseco que afecta directamente a los 
valores obtenidos. 
 
9. Conclusión 
Se logra comprender que una brújula apunta 
siempre en la dirección de un campo cuando este 
es único. 
La brújula apunta en dirección del campo 
magnético de la Tierra al acercarla a un conductor 
sin corriente. Cuando circulan 𝐼1 = 4,98 ± 0,1[𝐴], 
la brújula se desvía (𝜃1 = 68[°]), más aún, si la 
corriente se invierte, entonces la brújula se desvía 
prácticamente en la dirección opuesta a la posición 
inicial (𝜃2 = −65[°]). Si la brújula se posiciona 
sobre el conductor con corriente, ésta apunta en la 
dirección opuesta a la que apunta cuando está por 
debajo del cable. Por lo tanto, se concluye que una 
corriente eléctrica, o bien, las cargas en 
movimiento son capaces de producir un campo 
magnético propio y se comprueba la ley de 
Oersted. 
Al hacer circular una corriente variable por un 
conductor que está a 0,02274 ± 0,00025[𝑚] 
sobre una brújula, y registrar la tangente del 
ángulo de desviación que se produce sobre la 
brújula, se obtiene la ecuación experimental: 
tan(𝜃) = 0,165𝐼 + 0,1182 
Demostrando la linealidad entre las variables. 
Es posible usar la desviación que produce un 
campo magnético sobre otro desconocido, para 
calcular la magnitud de este último, en particular, 
aquí se determinó la intensidad del campo 
magnético terrestre, la cual es de 53,3[𝜇𝑇]. 
10. Bibliografía 
1. Sears, Zemansky, Young, Freedman. 
(1999). Fisica Universitaria con fisica 
moderna. Naucalpán de Juárez, Edo. de 
México: Pearson. 
2. Tipler-Mosca. (2005). Física para la 
Ciencia y la Tecnología. México, D.F.: 
Reverté. 
11. Anexos 
Corriente [A] 𝜃° ± 0,5° Tan(
𝜃∙𝜋
180
) 
5,11±0,13 44 0,97 
4,72±0,12 42 0,90 
4,12±0,11 39 0,81 
3,75±0,11 37 0,75 
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3,15±0,09 34 0,67 
2,68±0,09 31 0,60 
2,07±0,08 26 0,49 
1,71±0,08 23 0,42 
1,04±0,07 16 0,29 
Tabla Nº1: Datos experimentales de corriente, ángulo 
de varación en grados y la tangente de éste. 
Obtención del campo magnético terrestre: 
 Relacionando la 𝑒𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑛º3 y la 
𝑒𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑛º2 se obtiene: 
𝐵𝑡 =
𝜇0
2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑑
∙
𝐼
𝑇𝑎𝑛(𝜃)
 
 
 Y según el 𝐺𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑛º1: 
𝑇𝑎𝑛(𝜃)
𝐼
= 0,165 
 Por lo tanto: 
𝐵𝑡 = 53,3[𝜇𝑇] 
Error porcentual asociado a las tangentes de los 
ángulos obtenidos: 
𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟% = |
𝑥𝑣 − 𝑥𝑖
𝑥𝑣
| × 100% 
𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟% = |
2,5 − 2,1
2,5
| × 100% 
𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟% = 16%