INFORME LAB 4

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UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLOGICA DE LIMA SUR
UNTELS
INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
LABORATORIO DE FISICA II
EXPERIMENTO Nº 4
“CAMPO MAGNÉTICO”
ESTUDIANTE: JOSE ANTONIO ALEXANDER GARRIDO CALLE
CODIGO:2017230652
DOCENTE: JAIME HEWER SAN BARTOLOME
LIMA, PERÚ
2019
1. OBJETIVOS
· Verificar el experimento de Oersted
· Medir la componente tangencial del campo magnético terrestre.
2. FUNDAMENTO TEORICO
3. MATERIALES
· Sensor de campo magnético.
· Interface 3B NetLab.
· Aguja magnética.
· Bobinas de 600 y 120 vueltas.
· Imanes.
· Cronometro.
· Fuente de poder. Cables de conexión
4. PROCEDIMIENTO
Experimento de Oersted.:
4.1. Conecte la bobina de 120 espiras a la fuente DC, ver figura (7); oriente el eje de la bobina en la dirección este-oeste, coloque una aguja magnética dentro de la bobina, encienda la fuente con ≈ 6 V con una pequeña corriente I< 2 A y observe la aguja magnética. Intercambie el sentido de circulación de la corriente y según la regla de la mano derecha Ud. Puede observar hacia donde se dirige el campo magnético en el interior del solenoide.
Figura (1): Dispositivo experimental.
4.2. Cambie la bobina de 120 espiras por la de 600 espiras, aplique pequeñas corrientes (menores a 2 A) y mida la intensidad del campo magnético dentro del solenoide utilizando el sensor de campo magnético para diferentes intensidades de corriente eléctrica, llene la tabla (1). 
	I(A)
	0.4 
	0.6 
	0.8 
	1.0 
	1.2 
	1.4 
	1.6 
	1.8 
	2.0 
	B(mT)
	2
	2.9
	3.8
	4.9
	5.9
	6.8
	7.9
	8.8
	9.7
Tabla (1): Valores de campo magnético B en el solenoide de 600 espiras.
4.3. Fijando la corriente en el paso 2 a 1.5 A y el sensor de campo magnético inicialmente a 40 cm de la bobina, configure el software en modo sensor en intervalos de 1ms y 10000 datos, luego pulse iniciar en el software 3B NetLab. Acerque lentamente el sensor de campo hacia la bobina. Grafique y realice un ajuste de curvas correspondiente. Guarde sus resultados. Ver figura (8). 
Figura (8): Dispositivo experimental.
Campo magnético terrestre
4.4. Suspenda una barra magnética por su centro, con un hilo muy delgado y espere que alcance el reposo. 
4.5. Haga oscilar con una amplitud pequeña la barra magnética en un plano horizontal, alrededor de la dirección que tenía en estado de reposo. Y mida tres veces el tiempo de 10 oscilaciones completas. Anote en la tabla (2). Ver figura (9). 
	t1 
	t2 
	t3 
	t promedio 
	Periodo: T =∑
	36.92
	37.57
	36.97
	37.15
	3.71
Tabla (2): Valores del periodo de oscilación del imán. 
Figura (9): Dispositivo experimental.
4.6. Mida la masa y las dimensiones geométricas de la barra magnética, anote los valores en la tabla (3).
	Masa 
	Ancho(a) 
	Largo(L) 
	Altura(h) 
	33g
	2.2cm
	8cm
	1cm
Tabla (3): Valores de las dimensiones del imán.
4.7. Coloque la aguja magnética sobre una hoja grande de papel y trace un eje que coincida con la dirección norte-sur y otro en la dirección este-oeste. El primer eje tendrá la dirección de B, como se muestra en la figura (10). (Para este procedimiento tenga todos los imanes alejados de la aguja magnética). 
Figura (10): Dispositivo experimental.
4.8. Sin mover la aguja magnética, coloque la barra magnética como muestra la figura siguiente, donde "d" toma valores de 15, 20,25, 30, 35 y 40cm; en cada caso mida el valor de "󠇊 " con un transportador. 
4.9. Con los datos del paso 8 del procedimiento complete la siguiente tabla (4). Usando el periodo T y el momento de inercia (I), calculados en los pasos anteriores, determine B por medio de la ecuación (4). 
	d(cm)
	40
	35
	30
	25
	20
	15
	 (º) 
	0
	16.5
	30
	54.5
	70
	84
	B(mT)
	0
	0.008
	0.01
	0.03
	0.06
	0.18
Tabla (4): Valores de la componente horizontal del campo magnético terrestre.
5. Cuestionario
5.1. Explique sus observaciones del paso 1 del procedimiento, respecto al campo magnético producido por una corriente eléctrica en una bobina circular y una bobina cuadrada. 
En el experimento, se observó, que en el interior de la bobina circular, específicamente en el centro el campo magnético producido por la corriente, era mucho más fuerte que en otra parte de la bobina, esto es porque en el centro de la bobina convergen todas las líneas del campo magnético.
5.2. ¿Por qué la aguja magnética se orienta en la dirección del campo magnético en el solenoide?
5.3. ¿Cuándo intercambia los cables, que observa? ¿Explique ese fenómeno? 
Al intercambiar la polaridad de la corriente, también cambia la dirección de la aguja magnética, ya que la corriente eléctrica genera un campo magnético, el cual mediante por la técnica de la mano derecha podemos determinar el sentido del campo magnético.
5.4. ¿Qué pasaría si un positrón ingresa en la bobina? ¿Explique qué sucede? 
5.5. Haciendo uso del sensor de campo magnético mida la intensidad de B en el centro del solenoide (observe que el solenoide tiene un orificio en el centro) y compruebe usando la ecuación (3), halle el valor de B en los extremos del solenoide, según los conceptos debe ser la mitad. Guarde sus datos. 
5.6. Grafique la intensidad del campo magnético del solenoide en función de la corriente eléctrica, use los datos de la tabla (1); ajuste sus datos. Explique sus resultados obtenidos. 
Observando la gráfica se observa que al aplicar una corriente más alta, el campo magnético también aumenta cada vez más, por lo tanto se puede decir que la corriente y el campo magnético son directamente proporcionales. 
5.7. Escriba la ecuación de ajuste encontrado en el paso 3 del procedimiento, para la bobina de 600 espiras. 
Experimento del campo magnético terrestre:
5.8. ¿En qué lugares de la tierra el campo magnético terrestre es máximo, por qué? 
El campo magnético máximo se encuentra al norte de Canadá y la costa de la Antártida del sur del continente australiano, esto es porque las líneas del campo magnético terrestre se asemejan mucho a las líneas del campo magnético de un imán.
5.9. Deducir la ecuación para el momento de inercia de una barra de masa (M), longitud (L) y ancho (a), respecto al eje que pasa por su centro de gravedad. 
5.10. Usando los valores de la tabla (3), determine el momento de inercia del imán. 
𝑰 =𝑴(𝒂𝟐+ 𝑳𝟐)
I=1.89 x10-5
5.11. Explique cómo se produce el campo magnético de la tierra y el efecto denominado auroras boreales y australes.
Existen muchas hipótesis, una de ellas es que el campo magnético es generado por las corrientes de convección del núcleo externo del planeta, que en teoría es líquido. Estas que se dan en el núcleo externo, se mueven de acuerdo a la rotación de la tierra, y generan rozamiento en los bordes con el núcleo interno y manto, este rozamiento crea energía, y esta energía es la causante de crear el campo magnético terrestre.
 La Aurora Austral se forma en una zona circular sobre el hemisferio sur del planeta Tierra. La actividad solar libera enormes cantidades de partículas cargadas al espacio y muchas de ellas son atraídas por el campo magnético de la tierra y chocan con la atmósfera cercana al hemisferio.
5.12. ¿Cuál es el principio de funcionamiento del tren bala? Incluye disminución de fricción, avance y frenada. 
Es la levitación magnética, donde un campo magnético muy potente actúa sobre el tren y la vía del mismo, los raíles están constituidos por 2 sets de bobinas cruzadas en forma de “8” que crean un modelo electromagnético y el tren lleva unos imanes superconductores. Al ponerse en movimiento el tren debe alcanzar una velocidad mínima de 150 km/h, así la fuerza magnética es lo necesariamente fuerte para elevar el tren 10cm del suelo, eliminando la fricción.
5.13. Se colocan dos espiras de alambre circulares cuyos radios son R=12cm, r=9cm, concéntricas en el plano XY, por la espira mayor circula una corriente en sentido horario de 15A, y por la espira menor 12 A en sentido anti horario. ¿Cuál es el campo magnético en el centro de las espiras? 
5.14. Dos alambres delgados paralelos transportan corrientes continuas. Si la corriente por el conductor a, es de 12A, en sentido este a oestey la corriente en el conductor b, es de 10A, en sentido Oeste a este, hallar el valor del campo magnético en el punto medio de la distancia (d=50 cm), que separa los dos alambres. 
6. CONCLUSIONES
7. RECOMENDACIONES
8. BIBLIOGRAFIA
https://www.jrailpass.com/blog/es/maglev-tren-bala
https://www.growproexperience.com/australia/aurora-austral
https://geologiaweb.com/interior-de-la-tierra/campo-magnetico-terrestre/
Campo Magnetico(B) VS Corriente electricaI
0.4	0.6	0.8	1	1.2	1.4	1.6	1.8	2	2	2.9	3.8	4.9000000000000004	5.9	6.8	7.9	8.8000000000000007	9.6999999999999993	I(A)
B(mT)