Campo magnético creado por conductores

Ley Biot Savart. Espira. Magnetismo

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CAMPO MAGNETICO CREADO POR CONDUCTORES

Introducción:

Tenemos que tratar de averiguar el campo magnético creado por varios conductores en este caso usaremos una espira circular y un conductor rectilíneo finito.

Material :

para ello disponemos de una sonda magnética una fuente de alimentación de 0 a 15 V, un transformador de alta intensidad, un amperímetro, un teslametro y los conductores

Método experimental:

La ley de Biot Savart nos permite calcular el campo magnético en un punto exterior a un conductor esta ley es la siguiente:

B=/4pi*int(idl)r/r^3

/4pi=10-7 V s/A m

La sonda de que disponemos mide el campo longitudinal al cuerpo.

El primer caso que vamos a tener es el de un conductor rectilíneo finito:

lo que haremos será mantener la intensidad fija y mediremos el campo magnético a lo largo del conductor, intentaremos que la sonda este a la misma distancia de los dos extremos del conductor donde los dos ángulos son iguales ,y en ese punto se cumple la ley de Biot Savart de esta manera:

B=*I*cos a/2pi x

Después de realizar las mediciones para el conductor rectilíneo pasaremos a realizar el experimento con la espira circular, la ley de Biot Savart en este caso es de la siguiente manera:

B=*I*r^2/2*"(x^2+r^2)^3

Lo que haremos en esta parte de la practica será manteniendo la intensidad cte. variaremos la distancia de la sonda a la espira anotaremos cuando el campo es máximo y haremos una gráfica con los resultados obtenidos.

En la segunda parte mediremos el campo creado por la espira en el centro para varias intensidades de esta manera hallaremos  con la formula que simplificada queda de la siguiente manera:

=B*2*r/I

Resultados experimentales:

Los datos obtenidos para el conductor rectilíneo son los siguientes, las longitudes tienen un error de ±0.05 cm el error de la B se calcula posteriormente pero tiene un error sistemático de 0.005mT y el teslametro marca 0.03 de medida inicial que ya ha sido restada a los resultados.

0cm

3.26 mT

3.27

3.24

3.26

3.3

Md:3.266

1cm

0.97

0.96

0.94

0.95

0.98

Md:0.96

2cm

0.44

0.44

0.43

0.46

0.42

Md:0.43

3cm

0.24

0.23

0.24

0.25

0.23

Md:0.238

4cm

0.15

0.14

0.13

0.14

0.13

Md:0.138

5cm

0.08

0.07

0.09

0.09

0.08

Md:0.082

6cm

0.05

0.05

0.06

0.05

0.06

Md:0.054

El error de B es:

B= "Esis^2 + ^2 =4.6*S/"5

B0=±0.045 mT B1=±0.032 mT B2= ±0.035 mT B3=±0.018 mT B4=±0.018 mT B5=±0.015 mT B6=±0.012 mT

A continuación escribiré la tabla para las medidas con intensidad fija de la espira a distintas distancias del centro donde el campo magnético es máximo. El error sistemático es el mismo que en el caso anterior y el aleatorio se calculara posteriormente:

0cm

1.03 mT

1.04

1.04

1.03

1.03

Md:1.034

1cm

0.87

0.88

0.90

0.86

0.86

Md:0.874

2cm

0.63

0.65

0.65

0.62

0.63

Md:0.636

3cm

0.39

0.4

0.42

0.38

0.40

Md:0.398

4cm

0.25

0.27

0.29

0.24

0.28

Md:0.266

5cm

0.17

0.16

0.15

0.18

0.17

Md:0.166

6cm

0.12

0.14

0.1

0.15

0.12

Md:0.126

7cm

0.09

0.09

0.08

0.07

0.09

Md:0.084

8cm

0.3

0.03

0.04

0.03

0.04

Md:0.033

El error de B es:

B= "Esis^2 + ^2 =4.6*S/"5

B0=±0.012 mT B1=±0.035 mT B2= ±0.028 mT B3=±0.031 mT B4=±0.039 mT B5=±0.024 mT B6=±0.04 mT B7=±0.018 mT

B8=±0.012 mT

Los errores han sido muy parecidos a los obtenidos anteriormente.

Por ultimo tenemos que intentar averiguar el valor de  calculando el campo en el centro de la espira para distintas intensidades la formula del error se calculara posteriormente .

Los datos obtenidos fueron los siguientes:

I (A)

50

60

70

80

90

100

B (mT)

1.03

1.17

1.33

1.47

1.63

1.76

Podemos calcular  con la siguiente formula:

=B*2*r/I

Por lo tanto:

50=1.2 10-6 V s/A m

60=1.17 10-6 V s/A m

70=1.14 10-6 V s/A m

80=1.1 10-6 V s/A m

90=1.08 10-6 V s/A m

100=1.056 10-6 V s/A m

Para calcular el error se utilizo:

="(2*r*B/I)^2 + (B*2*r/I)^2 +(2*B*r*I)^2

B=±0.000005 T r=±0.0005 m I=±0.5 A

Nos queda:

50=±2.73 10-8 V s/A m

60=±2.49 10-8 V s/A m

70=±2.1 10-8 V s/A m

80=±1.93 10-8 V s/A m

90=±1.88 10-8 V s/A m

100=±1.86 10-8 V s/A m

Comentario:

Los resultados obtenidos para el calculo de  concuerdan bien con el calculo teórico de dicha magnitud como se puede apreciar la gráfica de la espira crece linealmente por lo que formara una recta mientras que las otras tienen crecimiento cuadratico.

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