6.4 Conductor Rectilineo 125z3z

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CAMPO MAGNETICO PRODUCIDO POR UNA CORRIENTE RECTILINEA INTRODUCCION Considérese un conductor rectilíneo. Sea i la intensidad de corriente que circula por él, cuando se aplica entre sus bornes una ddp o tensión V. Si en las cercanías del conductor colocamos una brújula, la misma altera su dirección N-S. Podemos deducir que la corriente produce un campo magnético. En el teórico, a partir de la ley de Ampere, se determina este campo como: Bc = µ o.N.i donde: 2π. d

Bc: campo producido por el conductor. µ o : permeabilidad del medio (propiedad del medio en que se propagan los campos magnéticos, en este caso el subíndice o indica vacío). N : número de conductores rectilíneos. d : distancia del centro de los conductores al eje de la brújula. OBJETIVO Observar que las líneas de campo magnético, forman circunferencias centradas en el conductor. Recordar que los campos son tangentes a dichas líneas. Verificar la dependencia del campo con la intensidad y la distancia. Determinar la permeabilidad del vacío. FUNDAMENTO TEÓRICO Las brújulas determinan solo dirección del campo α T magnético, pero no su módulo. Si colocamos esta en las cercanías del conductor, mientras no circule corriente (paso 1), se orientará según la dirección del R campo magnético resultante (p.ej. el terrestre B T ). Al C circular corriente (paso 2) la brújula se orientará según la resultante de BT + Bc . Conociendo el valor de BT y el ángulo α que se desvía la brújula entre el paso 1 y el paso 2, por trigonometría podemos determinar el valor de Bc: Bc = BT . tan α El valor de α se lee en la brújula graduada. BT : 2.00 x 10 –5 T para Montevideo. Colegio Liceo Pallotti - Avda. Luis Alberto de Herrera 2882 - Montevideo – Uruguay Tel.: 487 1971* - Fax: 487 3188 CorreoE: [email protected] - Web: www.pallotti.edu.uy Creado con Adobe Acrobat 4.0 Ilustración 1

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TECNICA Dependencia entre B e i

1. Se coloca la brújula sobre el soporte de madera, haciendo coincidir el eje N-S, con la recta en color negro del soporte 2. Se orienta el soporte en la dirección del campo terrestre α que detecta la brújula. 3. Medir la distancia del centro de la brújula al centro de los conductores. A partir de ese momento no se debe desplazar la brújula. 4. Armar el circuito indicado. Con el reóstato P podemos variar la intensidad de corriente en el circuito. Esto permite obtener una serie de parejas de valores (α, i). 5. Construir un cuadro de valores y graficar Bc contra i, con sus respectivas incertidumbres. 6. Interpretar la gráfica obtenida. Determinar el valor de la permeabilidad magnética del medio con su incertidumbre. Comparar este valor con el del vacío. Errores

ε Bc ε B

Aplicando errores relativos:

=

Bc como hipótesis simplificativa, despreciamos el error de BT (ε BT = 0) :

+

ε tan α tan α

BT

ε Bc ε tan α =

Bc Despejando : ε Bc =

T

ε tan α *Bc

=

tan α

(sustituyendo Bc por su expresión)

tan α

ε Bc ε tan α * B *tan α = =

T

simplificando

ε Bc ε tan α * B =

T

tan α Dependencia entre B y d Colegio Liceo Pallotti - Avda. Luis Alberto de Herrera 2882 - Montevideo – Uruguay Tel.: 487 1971* - Fax: 487 3188 CorreoE: [email protected] - Web: www.pallotti.edu.uy Creado con Adobe Acrobat 4.0

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Repetir los puntos 1 y 2 anteriores 3. Con el mismo circuito ahora se deja fija cierto valor de corriente . 4. Desplazar la brújula sin girar su eje N-S respecto al soporte y medir parejas de valores (α, d). 5. Construir un cuadro de valores y graficar Bc contra una correcta rectificación de d, con sus respectivas incertidumbres. 6. Interpretar la gráfica obtenida. Determinar el valor de la permeabilidad magnética del medio con su incertidumbre. Comparar este valor con el del vacío.

CUESTIONARIO 1. ¿Qué característica tiene la curva obtenida en la gráfica Bc = Bc (i) ? 2. Dibujar un croquis de la gráfica Bc = Bc (d). ¿Que sugiere esta gráfica? 3. ¿Qué característica tiene la curva obtenida en la gráfica rectificada? 4. ¿Se puede afirmar que el valor de permeabilidad magnética corresponde al vacio? Justificar

Esta guía de laboratorio fue realizada y revisada por los profesores de 2° ciclo del Liceo Pallotti: Juan Correa, Antonio López, Pablo Otero.

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