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MEDIDA DE CAMPO MAGNETICO: SONDA HALL Diego Medina, Jose David Reyes, Tom Sayer Experimentos en física II, Universidad del Valle, CP 760032 Cali, Colombia Abril 29 2015 Resumen: El objetivo del experimento es medir la permeabilidad magnética del vacío μ 0 presente en la medición de campo magnético utilizando la sonda de Hall para medir campo magnético y estudiar la geometría de las bobinas de corriente que crean campos magnéticos uniformes: configuración de bobinas Helmholtz, y solenoide. Palabras clave: Bobinas, Sonda, Campo magnético, Corriente eléctrica. Introducción: El experimento está diseñado para medir campos magnéticos uniformes creados por las bobinas y la corriente que circula a través de ellas, experimentalmente se encontrará un valor aproximado de la permeabilidad magnética en el vacío aprovechando que la ecuación de campo magnético tiene pendiente que depende de la permeabilidad μ 0 . El eje de referencia para llevar a cabo estas mediciones será Y, se pondrá a prueba la ecuación de campo magnético en cualquier punto de coordenada, con respecto al origen de coordenada. Los valores de permeabilidad magnética en el vacío encontrada experimentalmente coincidirán con la teórica dado que las condiciones, unidades y experimento son adecuados para una buena aproximación al igual que los campos magnéticos tanto experimentales como teóricos. Marco Teórico: Ecuación de campo magnético:

Medida de Campo Magnetico

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MEDIDA DE CAMPO MAGNETICO: SONDA HALL

Diego Medina, Jose David Reyes, Tom SayerExperimentos en fsica II, Universidad del Valle, CP 760032 Cali, ColombiaAbril 29 2015

Resumen: El objetivo del experimento es medir la permeabilidad magntica del vaco presente en la medicin de campo magntico utilizando la sonda de Hall para medir campo magntico y estudiar la geometra de las bobinas de corriente que crean campos magnticos uniformes: configuracin de bobinas Helmholtz, y solenoide.

Palabras clave: Bobinas, Sonda, Campo magntico, Corriente elctrica.

Introduccin: El experimento est diseado para medir campos magnticos uniformes creados por las bobinas y la corriente que circula a travs de ellas, experimentalmente se encontrar un valor aproximado de la permeabilidad magntica en el vaco aprovechando que la ecuacin de campo magntico tiene pendiente que depende de la permeabilidad . El eje de referencia para llevar a cabo estas mediciones ser Y, se pondr a prueba la ecuacin de campo magntico en cualquier punto de coordenada, con respecto al origen de coordenada. Los valores de permeabilidad magntica en el vaco encontrada experimentalmente coincidirn con la terica dado que las condiciones, unidades y experimento son adecuados para una buena aproximacin al igual que los campos magnticos tanto experimentales como tericos.

Marco Terico: Ecuacin de campo magntico:

Ecuacin 1: B

Esta es la ecuacin de campo magntico para una sola bobina en donde es la permeabilidad magntica en el vaco, I es la corriente elctrica, N nmero de espiras, radio de las bobinas y distancia tomada desde el origen de coordenadas.

Ecuacin 2: Bt

Esta ecuacin denota el campo magntico total creado por las 2 bobinas que estn separadas a una distancia d que variara para la segunda parte del experimento, donde es la permeabilidad magntica en el vaco, I es la corriente elctrica, N nmero de espiras, radio de las bobinas y distancia tomada desde el origen de coordenadas.

Procedimiento Experimental:

El experimento comienza conectando el circuito correspondiente y con la seguridad de que todos los componentes funcionen correctamente.

En la primera toma de datos se registra campos elctricos variando la corriente elctrica, para esto se configura el teslmetro en 0T con 0A de corriente, y 0,69T con 1A.

Hay que tener en cuenta que:

El campo magntico que producen las bobinas es uniforme. Hay simetra en las bobinas ya que la distancia al centro ser el radio de las bobinas. El campo magntico producido por las bobinas se mover en una sola direccin perpendicular a la corriente elctrica. La direccin del campo elctrico ser paralela al eje Y (eje x en la imagen 1) consecuencia del producto cruz entre Ut y Ur

Para obtener la permeabilidad magntica en el vacio se procede a evaluar la ecuacin 2 en el punto central Y=0 y se procede a despejar asi:

B(y=0) ecuacin 3B (y=0)

Como resultado est el campo magntico en trminos de la corriente elctrica as el resto es la pendiente m.

m ecuacin 4 ecuacin 5IMAGEN 1:Bobina de helmholtz, direccin de campo magntico.

La primera toma de datos se realiza variando la corriente elctrica en 0,1A hasta llegar a 2A, se procede con una grfica de dispersin de datos CORRIENTE ELECTRICA I vs CAMPO MAGNTICO B, al lineal izar obtenemos la pendiente positiva m que completa el despeje de la permeabilidad magntica en el vaco. I(A) +/- 0,1B(T)+/- 0,01

00

0,10,1

0,20,15

0,30,2

0,40,26

0,50,32

0,60,39

0,70,44

0,80,5

0,90,57

10,69

1,10,73

1,20,8

1,30,85

1,40,92

1,50,98

1,61,05

1,71,12

1,81,16

1,91,24

21,29

Imgenes 2 y 3 : Grfica y tabla de datos respectivamente, delCampo magntico en funcin de la corriente elctrica

Para la segunda parte se realiza la toma de datos correspondiente a distancia desde d(-10cm) a d(10cm) cada 2 cm, y registrando el campo magntico en estas correspondientes ubicaciones y para el modelo experimental utilizamos la ecuacin 2 para obtener 10 datos alterando la variable d de -10 a 10.

Resultados y discusin:Se calcula la permeabilidad magntica en el vaco con la ecuacin 5: Donde = 0,6471 y modificando unidades sera = 6,471 , a = 0,20 m, N = 154 (espiras) Valor de experimental: = 1,17 Valor de terico: = 1,25 Error porcentual = El error fue muy bajo eso nos da a entender que hubo una buena aproximacin a el valor convencionalmente verdadero

Con respecto a la comparacin de campos magnticos calculados tericamente y tomados experimentalmente se tiene la siguiente informacin:Esto nos da a entender que hubo una gran dispersin de datos, ya sea por las unidades que se manej o por factores que es complicado tener en cuenta, sin embargo la concavidad de ambas curvas es la misma por lo tanto hay semejanza en ambos datos.Imagen 4 y 5 : Tabla de datos y graficas respectivamente, de la variacin del campo magntico con respecto a la distancia en dnde se mida.

Conclusiones: con este experimento nos damos cuenta de que es posible medir la permeabilidad magntica en el vaco a partir de una serie de bobinas q se encuentra paralelas la una de la otra obteniendo as un espacio que al ser introducida una sonda de Helmholtz es posible ver cmo cambia campo magntico. El espacio y la distancia infieren en la magnitud del campo magntico.

Bibliografa: Fsica Para Ciencias e Ingeniera, Tomo 2; Paul A. Tipler Wikipedia: Enciclopedia libre.