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BRÚJULA DE TANGENTES
Carlos David Vallejo - Código: 101717021328
Claudia Marcela Hurtado Franco - Código: 101718020740
Carlos Eduardo Ordoñez Gomez - Codigo: 101719011464
Prof. Camilo Sanchez Ferreira
22 de Diciembre de 2022
1. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL: Reforzar los conocimientos adquiridos sobre los campos
magnéticos.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
● Estudiar el efecto que los campos magnéticos creados por corrientes eléctricas
ejercen sobre una brújula.
● Determinar la magnitud de la componente horizontal del campo magnético
terrestre en la ciudad de Popayán a partir del campo magnético que produce una
bobina plana circular.
2. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
Brújula: es un instrumento de orientación, el cual le permite al
viajero ubicarse espacialmente respecto del norte magnético por
medio de una aguja imantada. La primera brújula surgió en China.
Se usaba fundamentalmente como un instrumento de navegación
que le permitía a los viajeros de ultramar orientarse. En la figura 1
presentamos un tipo de brújula. [1]
Campo Magnético: es una descripción matemática de la
influencia magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales
magnéticos. El campo magnético en cualquier punto está
especificado por dos valores, la dirección y la magnitud. Los
campos magnéticos se producen por cualquier carga eléctrica producida por los
electrones en movimiento. Además, estos se utilizan en toda la tecnología
moderna, especialmente en ingeniería eléctrica y electromecánica. Los campos
magnéticos giratorios se utilizan tanto en los motores eléctricos como en los
generadores y en otras aplicaciones.[2]
Campo Magnético Terrestre: es el campo magnético que se
extiende desde el núcleo interno de la Tierra hasta el espacio. Su
magnitud en la superficie de la Tierra varía de 25 a 65 µT
(microteslas) o (0,25-0,65 G) siendo mayor en los polos y menor
en el ecuador magnético.
En la figura 2 se presenta una simulación por computadora de las
líneas del campo terrestre en un periodo estándar entre
inversiones (azules cuando el campo apunta hacia el centro y amarillas cuando
apunta hacia fuera); el eje de rotación de la tierra está centrado y en la vertical; la
distribución más compleja de líneas corresponde a la parte líquida
del núcleo terrestre. [3]
Se tiene una fórmula para calcular la componente horizontal del
campo magnético terrestre y es la siguiente:
(1)𝐵 =
𝑁µ
0
𝐼
2𝑅𝑡𝑎𝑛(θ)
Donde B es la componente horizontal del campo magnético Es el coeficienteµ
0
de permeabilidad magnética del vacío, I es la corriente y R es el radio de la
bobina.
3. MONTAJE EXPERIMENTAL
3.1. MATERIALES:
En este laboratorio se utilizaron los siguientes materiales:
● 1 fuente de alimentación.
● 1 reóstato.
● 1 multímetro digital.
● 1 brújula de tangentes.
3.2. PROCEDIMIENTO:
Al haber tenido e identificado los materiales anteriormente mencionados, se procedió a:
FIGURA 3. Montaje experimental
1. Realizar el montaje descrito en la figura 3.
2. Girar la bobina circular de tal manera que el campo magnético generado
por ella sea perpendicular al componente horizontal del campo magnético
terrestre.
3. Ajustar el número de vueltas de la bobina a 20.
4. Posicionar la tapa superior de la brújula de forma que la flecha quedará
marcando los 45 grados centígrados.
5. Encender la fuente de alimentación de corriente, junto con el multímetro.
6. Incrementar cuidadosamente el voltaje entregado por la fuente hasta que la
aguja de la brújula tome la misma posición marcada por la tapa superior
nombrada en el ítem 4.
7. Anotar los valores de la corriente y el voltaje correspondientes. Estos
resultados se depositaron en la tabla 1.
8. Apagar la fuente de alimentación de corriente.
9. Posteriormente se repitieron los pasos 3, 4, 5, 6, 7 y 8 para diferente número de
vueltas.
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
De la Ecuación (1), se tiene que:
𝐼 = (
𝐵
ℎ
 2 𝑅 𝑡𝑎𝑛θ
µ
0
) . 1𝑁
donde representa la pendiente de la Gráfica 1, es decir:(
𝐵
ℎ
 2 𝑅 𝑡𝑎𝑛θ
µ
0
)
(
𝐵
ℎ
 2 𝑅 𝑡𝑎𝑛θ
µ
0
) = 3. 5765 𝐴
De aquí despejando el campo horizontal y haciendo una sustitución en los valores
de cada variable obtuvimos el siguiente :
= 1.30 ×10-5 Tesla [T]𝐵
ℎ
 
Tabla 1. Datos obtenidos
Gráfica 1.
Calculando el error relativo entre el valor teórico y valor medido, se obtuvo un
porcentaje del 50%, el cual refleja los errores cometidos, ya sea por observación o
por inestabilidad en los instrumentos, debido a que fue muy difícil precisar un
ángulo de 45° con un instrumento, el cual no posee las marcaciones con exactitud.
5. CONCLUSIONES
- Al analizar la gráfica, se logró observar el comportamiento lineal que se
presenta en relación de la corriente respecto al número de vueltas, ya que,
en este caso la corriente I funciona como variable dependiente.
- El campo magnético de la bobina y el campo magnético terrestre siempre
estarán relacionados entre sí por la tangente del ángulo entre el campo
resultante y el ángulo entre ellos.
- La dirección del campo magnético de la bobina siempre será la tangente en
cada punto de la bobina (vueltas).
- Con base en los resultados se observa una relación directa de
proporcionalidad entre la intensidad de la corriente y el número de vueltas
de la bobina.
6. BIBLIOGRAFÍA
[1] https://www.significados.com/brujula/
[2]https://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico
[3]https://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico_terrestre
https://www.significados.com/brujula/
https://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico
https://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico_terrestre