Campo Magnético de Conductor Recto

Practico N° 7

2014

Carol Ribeiro

CERP del Norte

Practico N° 7

CAMPO MAGNETICO DE CONDUCTORES RECTO.

OBJETIVO:

Analizar el B de un conductor recto (de longitud conocida) respecto a la

intensidad de corriente y de la distancia al mismo.

MATERIALES:

Brújula

Conductores

Generador

Amperímetro

FUNDAMENTO TEÓRICO:

Campo magnético

La región del espacio que rodea una carga en movimiento o cualquier

sustancia magnética incluye un campo magnético. Se puede definir un campo

magnético B en algún punto del espacio en términos de la fuerza magnética

ejercida sobre una carga (q) que se mueve con una velocidad (v). No

existiendo campos eléctricos o gravitacionales en la región de la carga,

podemos escribir la fuerza magnética de la siguiente manera:

Fm=qv×B

La fuerza magnética tiene las siguientes características

Es perpendicular al campo magnético.

La fuerza magnética sólo actúa cuando la carga está en movimiento.

Asociada a un B estable (no trabaja cuando desplaza la partícula, por tanto

no varía su energía cinética)

Decimos que existe un campo magnético en un punto del espacio, cuando una

brújula colocada en dicho punto se orienta según una dirección determinada.

Se define la dirección del vector campo magnético como la dirección y sentido

de la brújula, de norte a sur.

El norte de una brújula es el extremo que apunta aproximadamente hacia el

norte geográfico cuando no se encuentran objetos magnéticos en la cercanía.

En el SI de unidades la unidad del campo magnético es el tesla T:

[B ]=T= NC .m / s

= NA .m A

Los imanes utilizados en los laboratorios pueden producir campos de hasta

2,5T, con superconductores se han llegado a campos de 25T.

El valor del campo magnético terrestre en la superficie es del orden de 10-5T. El

valor de la componente horizontal del campo magnético terrestre en la ciudad

de Montevideo vale (2,00 0,01) 10-5 T.

Fuentes de campo magnético y materiales magnéticos

El descubrimiento de que una corriente eléctrica produce un campo magnético

fue realizado por Oersted, al percatarse que la aguja de una brújula era

desviada por un conductor que conducía corriente.

El primero en establecer una relación entre el campo magnético y la corriente

fue Ampere, sin embargo fue Maxwell quien formuló la ley Ampere.

∫c

B .dl=μ0 I

A partir de esta ley, podemos calcular el campo magnético a una distancia (r)

de un alambre recto y largo (idealmente infinito) por el cual circula una corriente

I, el mismo va a estar dado por

B (r )=μ0 I

2πr

Efecto Oersted, campo de un conductor rectilíneo

Oersted descubrió que entre el magnetismo y la electricidad había una relación

perfectamente definida. Encontró que toda corriente eléctrica va acompañada

de ciertos efectos magnéticos que obedecen a leyes determinadas.

Por medio de la experimentación, Oersted comprobó que un hilo que conduce

una corriente eléctrica está rodeado de un campo magnético. Si este campo se

aplicase a una aguja magnética se orientaría en forma similar a como lo haría

un imán permanente.

Siempre que hay un flujo de corriente a través de un conductor existe un

campo magnético en torno a él, y la dirección de este campo depende del

sentido de la corriente eléctrica.

Cuando la corriente circula de izquierda a derecha, el sentido del campo

magnético es contrario a las agujas del reloj. Si el sentido del flujo de la

corriente se invierte, el sentido del campo magnético también se invierte.

  

El campo magnético producido por una corriente eléctrica, siempre forma

ángulo recto con la corriente que lo produce. El campo magnético tiene

dirección e intensidad, y sus líneas de fuerza están concentradas cerca del

conductor, disminuyendo a medida que la distancia al conductor aumenta. En

realidad, el campo magnético de un conductor no se limita a un solo plano, sino

que se extiende a lo largo de toda su longitud.

TABLAS:

R = 5 cm

I (A) α° α (Rad) tg (Rad) BT (T) Bc (T)

1 10 0,17453293

0,17632698

2,00E-05 3,53E-06

1,6 20 0,34906585

0,36397023

2,00E-05 7,28E-06

2,91 30 0,52359878

0,57735027

2,00E-05 1,15E-05

4 40 0,6981317 0,83909963

2,00E-05 1,68E-05

5,1 48 0,83775804

1,11061251

2,00E-05 2,22E-05

I = 4,6 A

R (cm) α° α (Rad) tg (Rad) BT (T) Bc (T)

5 44 0,76794487

0,96568877

2,00E-05 1,93E-05

10 26 0,45378561

0,48773259

2,00E-05 9,75E-06

15 20 0,34906585

0,36397023

2,00E-05 7,28E-06

20 18 0,31415927

0,3249197 2,00E-05 6,50E-06

25 6 0,10471976

0,10510424

2,00E-05 2,10E-06

30 4 0,06981317

0,06992681

2,00E-05 1,40E-06

GRÁFICAS:

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.50.00E+00

5.00E-06

1.00E-05

1.50E-05

2.00E-05

2.50E-05

f(x) = 4.24118945307633E-06 xR² = 0.99819424556178

Bc-I

Bc-ILinear (Bc-I)

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220.00E+00

5.00E-06

1.00E-05

1.50E-05

2.00E-05

2.50E-05

f(x) = 1.01540489483511E-06 x − 5.67998837549309E-07R² = 0.956189620235906

Bc-1/R

Bc-1/RLinear (Bc-1/R)

CONCLUSIÓN:

Mediante este práctico pudimos observar como dos fenómenos como la

electricidad y el magnetismo se relacionan, si observamos las gráficas

podemos ver la proporcionalidad de estas magnitudes. Estando de esta

manera de acuerdo con lo teórico, que el campo de un conductor (Bc) es

directamente proporcional a la variación de intensidad a una distancia (r) dada,

e inversamente proporcional al desplazamiento de la brújula cuando el

conductor esta sometido a una misma intensidad de corriente.