LINEAS DEL CAMPO MAGNETICO

LINEAS DEL CAMPO MAGNETICO

I. OBJETIVO1. Visualizar las lneas del campo magntico generado por imanes.2. Visualizar las lneas de fuerza del campo magntico utilizando polos del mismo o de diferente signo y limaduras de hierro.

II. MARCO TEORICO.Campo magnticoa) Historia

Si bien algunos marcos magnticos han sido conocidos desde la antigedad, como por ejemplo el poder de atraccin que sobre el hierro ejerce la magnetita, no fue sino hasta el siglo XIX cuando la relacin entre la electricidad y el magnetismo qued plasmada, pasando ambos campos de ser diferenciados a formar el cuerpo de lo que se conoce como electromagnetismo.

Antes de 1820, el nico magnetismo conocido era el del hierro. Esto cambi con un profesor de ciencias poco conocido de la Universidad de Copenhague, Dinamarca, Hans Christian Oersted. En 1820 Oersted prepar en su casa una demostracin cientfica a sus amigos y estudiantes. Plane demostrar el calentamiento de un hilo por una corriente elctrica y tambin llevar a cabo demostraciones sobre el magnetismo, para lo cual dispuso de una aguja de brjula montada sobre una peana de madera.

Mientras llevaba a cabo su demostracin elctrica, Oersted not para su sorpresa que cada vez que se conectaba la corriente elctrica, se mova la aguja de la brjula. Se call y finaliz las demostraciones, pero en los meses siguientes trabaj duro intentando explicarse el nuevo fenmeno.Pero no pudo! La aguja no era ni atrada ni repelida por ella. En vez de eso tenda a quedarse en ngulo recto. Hoy sabemos que esto es una prueba fehaciente de la relacin intrnseca entre el campo magntico y el campo elctrico plasmada en las ecuaciones de Maxwell.

Como ejemplo para ver la naturaleza un poco distinta del campo magntico basta considerar el intento de separar el polo de un imn. Aunque rompamos un imn por la mitad ste "reproduce" sus dos polos. Si ahora volvemos a partir otra vez en dos, nuevamente tendremos cada trozo con dos polos norte y sur diferenciados. En magnetismo no existen los monopolos magnticos.

b) El campo magntico.

Es una regin del espacio en la cual una carga elctrica puntual de valor q que se desplaza a una velocidad , sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad como al campo, llamada induccin magntica o densidad de flujo magntico. As, dicha carga percibir una fuerza descrita con la siguiente igualdad.

(Ntese que tanto F como v y B son magnitudes vectoriales y el producto cruz es un producto vectorial que tiene como resultante un vector perpendicular tanto a v como a B). El mdulo de la fuerza resultante ser La existencia de un campo magntico se pone de relieve gracias a la propiedad localizada en el espacio de orientar un magnetmetro (laminilla de acero imantado que puede girar libremente). La aguja de una brjula, que evidencia la existencia del campo magntico terrestre, puede ser considerada un magnetmetro.

c) Lneas de campo magnetico.

Son lneas imaginarias que se forman por la presencia de los polos magnticos. Las lneas de campo convergen donde la fuerza magntica es mayor y se separan donde es ms dbil. Por ejemplo, en una barra imantada compacta o "dipolo", las lneas de campo se separan a partir de un polo y convergen en el otro y la fuerza magntica es mayor cerca de los polos donde se renen. El comportamiento de las lneas en el campo magntico terrestre es muy similar. La Tierra posee un campo magntico propio, cuyas lneas son semejantes a las de

Un imn que tuviera el polo sur cerca del polo norte geogrfico. Las brjulas se orientan alineando su campo propio con el campo externo terrestre, de manera que una brjula en reposo en el plano horizontal, nos indicar la direccin N-S del campo terrestre.Y la tierra es un imn gigante que forma las lneas del campo magntico como se muestra en grafico 1 y 2.

d) La ley de Ampere

Si suponemos que el solenoide es muy largo y estrecho, el campo es aproximadamente uniforme y paralelo al eje en el interior del solenoide, y es nulo fuera del solenoide. En esta aproximacin es aplicable la ley de Ampre.

El primer miembro, es la circulacin del campo magntico a lo largo de un camino cerrado, y en el segundo miembro el trmino I se refiere a la intensidad que atraviesa dicho camino cerrado.

Para determinar el campo magntico, aplicando la ley de Ampre, tomamos un camino cerrado ABCD que sea atravesado por corrientes. La circulacin es la suma de cuatro contribuciones, una por cada lado.

Examinaremos, ahora cada una de las contribuciones a la circulacin:

Como vemos en la figura la contribucin a la circulacin del lado AB es cero ya que bien y son perpendiculares, o bien es nulo en el exterior del solenoide.

Lo mismo ocurre en el lado CD.

En el lado DA la contribucin es cero, ya que el campo en el exterior al solenoide es cero.

En el lado BC, el campo es constante y paralelo al lado, la contribucin a la circulacin es Bx, siendo x la longitud del lado.

La corriente que atraviesa el camino cerrado ABCD se puede calcular fcilmente:

Si hay N espiras en la longitud L del solenoide en la longitud x habr Nx/L espiras por las que circula una intensidad I. Por tanto, la ley de Ampre se escribe para el solenoide.

e) El experimento de OerstedOersted (1777-1851) un da de 1819, al finalizar una clase prctica en la Universidad de Copenhague, fue protagonista de un descubrimiento que lo hara famoso. Al acercar una aguja imantada a un hilo de platino por el que circulaba corriente advirti, perplejo, que la aguja efectuaba una gran oscilacin hasta situarse inmediatamente perpendicular al hilo. Al invertir el sentido de la corriente, la aguja invirti tambin su orientacin.

Este experimento, considerado por algunos como fortuitos y por otros como intencionado, constituy la primera demostracin de la relacin existente entre la electricidad y el magnetismo. Aunque las cargas elctricas en reposo carecen de efectos magnticos, las corrientes elctricas, es decir, las cargas en movimiento, crean campos magnticos y se comportan, por lo tanto, como imanes.

III. MATERIALES. Imn.

Limaduras de hierro Material de soporte y sujecin. Mesa del laboratorio.

Aguja magntica.

Cable grueso.

IV. PROCEDIMIENTO.

Colocamos con dos barras de imn con sus polos invertidos. A continuacin se esparcimos las limaduras de hierro poco a poco, procurando evitar que caigan de golpe en gran cantidad. Despus de esparcir las limaduras en el frasco se repite la operacin anterior colocando los imanes con la misma polaridad. Observar las lneas que se dibujan con las limaduras de hierro en todos los casos.

V. RESULTADOS Cuando enfrentamos polos opuestos las lneas del campo entran en uno y salen del otro, con lo que adquieren un trazo continuo adoptando una disposicin radial desde cada polo, y unindose ambos polos por trazos continuos de limaduras alrededor de la recta que los une.

Al enfrentar polos semejantes, aunque conservan la disposicin radial desde cada uno, divergen alrededor de la recta de unin porque la repulsin entre polos semejantes impide que se unan las lneas del campo.

VI. CONCLUSIONES Observamos que las lneas del campo magntico expresado tericamente se cumple en la prctica como se observa en los grficos mostrados del laboratorio.

Los polos del mismo signo se repelen y los de signo opuesto se atraen. Este concepto terico tambin se comprob en el laboratorio.

VII. BIBLIOGRAFIA Paul A. Tippler

530/T58F vol. II

Humberto Leyva N.

electrosttica y electromagnetismo

Solucionario de Serway

vol.II

internet

fisica II

Paul M. Fisbane

vol. II

530/F57 www.fisica.NET www.google.com www.monografias.comUNIVERSIDAD NACIONAL SAN

CRISTBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERA DE MINAS, GEOLOGA Y CIVIL

ESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL DE:

INGENIERA DE SISTEMAS

INFORME DE LABORATORIO N 7TRABAJO N 1 : LINEAS DEL CAMPO MAGNETICO

ALUMNO

: CONDE JAULES, Nstor

PROFESOR

:Ramrez Quispe, Gilbert.

ASIGNATURA

:Laboratorio de fsica

AYACUCHO _ PER 2009