brujula de tangentes final
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8/10/2019 Brujula de Tangentes Final
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Brjula de tangentes
J. Mojica, A. Cruz, M. Hernndez, M. Zambrano.Facultad de Ingeniera, Universidad Nacional de Colombia
Bogot, [email protected]
AbstractEn esta experiencia utilizamos campos
magnticos ejercidos sobre una brjula para ver la
dependencia de un campo generado por una bobina en
su centro respecto a la intensidad y numero de vueltas
de esta, as como la permeabilidad magntica del aire.
I. INTRODUCCIN
La tierra, gracias a sus polos magnticos cercanos alos polos geogrficos se comporta como un grandipolo magntico que genera un campo magnticoterrestre que es algo variable debido al movimientode algunas aleaciones en el ncleo externo de latierra.
Brjula
Instrumento utilizado en la orientacin y quefunciona gracias a las agujas magnetizadas que
posee, a travs de una aguja imantada una brjula
seala el norte magntico e indica la direccin delcampo magntico terrestre, apuntando hacia los polossur y norte.
Figura 1. Brjula sobre una bobina plana
Al colocar una bobina plana en direccin delmeridiano magntico local, y se encuentra una
brjula sobre esta, la brjula indicar su direccinparalelamente al plano de la bobina en los instantes
que no hay una corriente a travs de la bobina, luego,si hay una corriente la brjula se orientar en ladireccin resultante del campo magntico terrestre yel campo magntico generado por la bobina.
Luego de generar la direccin resultante se genera unngulo de desviacin del campo terrestre respecto
a la direccin resultante, es claro entonces que: (1)
II. RESULTADOS Y ANALISIS
En la prctica la brjula de tangentes genera unngulo debido a una variacin en la corriente que
pasa por la bobina, este ngulo es del campomagntico resultante el cual tiene como componenteen x el campo magntico terrestre (0.32 Gauss) y eny el campo magntico de la bobina el cual hallaremosgracias al ngulo encontrado mediante la siguienteecuacin:
Despejando Ahora con estos valores realizamos las siguientesgrficas:* Bb en funcin de la corriente teniendo como
parmetro el nmero de espiras.
Pendiente:
0,0174481
0,0174847
0 100 200
5 Espiras
Corriente
Lineal
(Corriente)
Lineal
(Corriente)
-
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Obtenemos que el promedio de las pendientes es: * Bb en funcin del nmero de espiras teniendocomo parmetro la corriente.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
0 100 200
25 Espiras
25 Espiras
Lineal (25
Espiras)
Lineal (25
Espiras)
0
1
2
0 0,0001 0,0002
Millones
45 Espiras
45 Espiras
Lineal (45
Espiras)
0
0,5
1
1,5
2
0 100 200
65 Espiras
65 Espiras
Lineal (65
Espiras)
0
1
2
3
0 100 200
85 Espiras
85 Espiras
Lineal (85
Espiras)
0
1
2
3
0 100 200
105 Espiras
105 Espiras
Lineal (105
Espiras)
0
2
4
6
0 100 200
305 Espiras
305 Espiras
Lineal (305Espiras)
0
2
4
6
0 200 400
180 mA
18 mA
Lineal (18
mA)
0
2
4
6
0 200 400
160 mA
160 mA
Lineal (160
mA)
-
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Obtenemos el promedio de las pendientes:
De estas grficas podemos observar que el campomagntico en la bobina es directamente proporcionala la corriente como al nmero de espiras.
El valor de una constante K es la pendiente de lasgrficas de Bb con la corriente y el nmero deespiras, sabiendo que esta depende del dimetro dela bobina, la cual cumple la relacin:
k=M/D
Y sabiendo que D tiene una magnitud de 22 cm +-0.5 cm.
Encontramos el valor de M (permeabilidadmagntica, en este caso del aire) mediante M = K
promedio * D (esto tiene que dar 1)
Observamos que da un valor muy cercano a 1 lo cualse ajusta con la teora.
III. CONCLUSIONES
El campo magntico es directamente proporcional alnmero de espiras y a la corriente es decir, si elnmero de espiras o la corriente aumenta el campomagntico aumenta. Mediante la experiencia en ellaboratorio pudimos comprobar el valor de la
permeabilidad magntica del aire, debido a que es elmedio en el que se desarrolla el experimentoutilizando la constante K promedio por la magnitud
de D, este valor es muy cercano a 1.
0
2
4
6
0 200 400
140 mA
140 mA
Lineal (140
mA)
0
2
4
6
0 200 400
120 mA
120 mA
Lineal (120
mA)
0
2
4
6
0 200 400
100 mA
100 mA
Lineal (100mA)
0
2
4
6
0 200 400
80 mA
80 mA
Lineal (80
mA)
0
1
2
3
0 200 400
60 mA
60 mA
Lineal (60
mA)