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DEPARTAMENTO DE FISICA Trabajo Práctico de Magnetismo Objetivo: El objetivo de esta práctica es la determinación de la intensidad del campo magnético terrestre. El campo magnético terrestre es un fenómeno natural originado por los movimientos de metales líquidos en el núcleo del planeta. Resulta de gran utilidad para la orientación de las personas mediante brújulas. Una brújula apunta en la dirección Sur-Norte por tratarse de una aguja imantada inmersa en el campo magnético terrestre: desde este punto de vista, la Tierra se comporta como un imán gigantesco y tiene polos magnéticos, los cuales, en la actualidad, no coinciden con los polos geográficos. El Polo Norte Magnético se encuentra a 1800 kilómetros del Polo Norte Geográfico. En consecuencia, una brújula no apunta exactamente hacia el Norte geográfico. Un campo magnético puede también estar generado por un imán o por una bobina. El campo generado por una bobina puede variar su intensidad en función de algunos parámetros como, por ejemplo: la intensidad de la corriente, el número de vueltas y el radio de la bobina. La relación matemática que los vincula es la siguiente: Bb = 2 N I R b Donde: N I Rb B : es una constante que vale 10-7 Tesla metros / Ampere : número de vueltas de la bobina : corriente eléctrica que circula en Ampere : radio de la bobina en metros : Intensidad de campo magnético en Tesla Para medir la intensidad del campo magnético terrestre se utilizará un campo magnético generado por una bobina. Orientados de manera tal que formen una ángulo de 90° entre si. Y se ORT 2014 Página 1 utilizará una brújula para medir el ángulo que forma el campo magnético resultante con respecto al campo magnético terrestre. Como indica la figura 2 B tierra orientación de la brújula Bbobina Figura 2: Orientación de los campos magnéticos. El sentido del campo magnético generado por la bobina puede estar en sentido contrario al que marca la figura 2. Para generar el campo magnético de la bobina se construirá un circuito serie con la bobina, una resistencia, un amperímetro y una fuente de tensión variable como indica la figura 3 Fuente de Tensión variable Resistencia A Figura 3: Circuito serie para generar el campo magnético de la bobina Lista de materiales 1 multímetro (en modo amperímetro 20A) Dispositivo de medición (bobina con una brújula centrada en su interior (figura 1)) Fuente de tensión variable 1 resistencia de 47Ω (10W) 1 resistencia de 22Ω (10W) Cables banana-banana Lupa Regla Instrucciones Comentarios Generales: 1) Antes de comenzar lea todas las instrucciones. 2) Agregue en el informe los comentarios que aclaren el procedimiento exacto que utilizó en cada paso. En lo posible incluya también un esquema aclaratorio. 3) Escriba en tablas los datos obtenidos en las mediciones. 4) Aclare cualquier cambio o desvío respecto de las instrucciones, junto con una breve explicación de su motivo. 5) Trate de ser prolijo. ORT 2014 Página 2 6) IMPORTANTE: no olvide alejar cualquier objeto metálico de la bobina. Parte 1: Desarrollo de la experiencia: 1) Oriente el dispositivo experimental de tal manera que la brújula indique la dirección norte. De esta manera, estando la brújula en centro de la bobina, los cables de la bobina estarán orientados en la dirección sur-norte. 2) Construya el circuito de la figura 3 utilizando inicialmente la resistencia de 22Ω. El amperímetro debe estar en el modo de medición para 20A. 3) Prenda la fuente seleccionando 12V de tensión y mida la corriente que circula y el ángulo que indica en la brújula con respecto a la dirección norte (0° de la brújula). Importante: espere a que el indicador de la brújula esté quieto para medir el ángulo. Si necesita, utiliza la lupa para observar el ángulo. 4) Repita el punto 3) pero seleccionando en la fuente de tensión 9V, 6V, y 3V respectivamente. Apague la fuente para cambiar la tensión de salida y vuelva a encenderla una vez más. 5) Apague la fuente y cambie la resistencia de 22Ω por la resistencia de 47Ω y repita los puntos 3) y 4) 6) Mida el radio (R) y el número de vueltas (N) de la bobina. 7) Con los valores obtenidos de corriente y ángulo (φ) y las mediciones del punto 6) a) Construya un grafico de Bbobina en función de la tg φ. Y trace la las rectas máxima, minima y media b) Del último grafico obtenga un valor para el campo magnético terrestre y estime su error. Parte 2: Realización de un informe. Escriba un informe de la experiencia realizada que posea la siguiente información: Título Introducción (breve) Descripción del dispositivo experimental (texto y dibujo) Detalles acerca de cómo se realizaron las mediciones (texto y dibujo) Mediciones / Tablas Gráficos (con Excel) Cálculos Cálculos de errores Resultados obtenidos Comentarios finales Conclusiones Y cualquier otra información que considere relevante. ORT 2014 Página 3