CampoMagnéticoSolenoide

Docente:Laura Páez Correo: laura.paez@unipamplona.edu.co
Universidad de Pamplona
Facultadde cienciasBásicas
Departamento de Física y Geología
Docente: Físico. Laura Bibiana Páez Pérez
LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO
GRUPO: GR EQUIPO: 1 FECHA: 02/12/2021_
NOMBRE DE LA PRÁCTICA:CAMPOMAGNETICODEUN SOLENOIDE
Integrantes:
1. _BREINER DANIELBARON SIERRA Código:1004845464
2. _LUIS ANTONIO AYALA JACOME Código:1007197948
3. _EDWARD GUSTAVO GODOY POLO Código:1004843263
4. _JOHAN GOMEZ CORREA Código:1004877305
OBJETIVOS
1. Medir el campo magnético producido en el interior de un solenoide por una corriente continua a
través de la fuerza magnética sobre una espira que conduce una corriente
.
1

RESUMEN
CAMPO MAGNÉTICO
Un campo magnético “𝐵” es una magnitud vectorial que puede estar producida por una carga
puntual en movimiento o por un conjunto de cargas en movimiento, es decir, por una corriente
eléctrica. La fuerza (intensidad o corriente) de un campo magnético se mide en Gauss(G) o
Tesla(T).Los campos magnéticos estáticos son campos magnéticos que no varían con el tiempo
(frecuencia de 0 Hz). Se generan por un imán o por el flujo constante de electricidad.
SOLENOIDE
Un solenoide es definido como una bobina de forma cilíndrica que cuenta con un hilo de material
conductor enrollada sobre sí a fin de que, con el paso de la corriente eléctrica se genere un
intenso campo magnético que al aparecer provoca en el mismo un comportamiento
similar al de un imán. Es importante denotar que con la configuración cilíndrica o en hélice cómo se
muestra en la figura 1del solenoide es posible producir un campo magnético razonablemente
uniforme en el espacio rodeado por las vueltas del alambre. Cuando las vueltas están muy
próximas entre sí, cada una puede considerarse como una vuelta circular, y el campo magnético
neto es el vector suma de los campos debido a todas las vueltas.
Un solenoide ideal es aquel cuando el espacio entre las vueltas es muy pequeño y la
longitud es grande en comparación con el radio. En este caso, el campo fuera del solenoide es
débil comparado con el campo dentro y el campo ahí es uniforme en un gran volumen. La
expresión para calcular la magnitud del campo magnético “𝐵” dentro de un solenoide ideal, con
espacio vació es:
𝐵=𝜇0𝑁𝐼𝑏/𝐿
Dónde:
•𝑁= Número de vueltas del Solenoide
.•𝐿= Longitud del Solenoide.
•𝜇0= Constante de permeabilidad (espacio libre)
.•𝐼𝑏= Corriente que circula en el Solenoide

.FUERZA MAGNÉTICA SOBRE LA ESPIRA
Cuando una partícula cargada aislada se mueve a través de un campo magnético, sobre ella se
ejerce una fuerza magnética. No debe sorprender entonces, que un alambre que conduce
una corriente experimente también una fuerza cuando se pone en un campo magnético.
Esto es el resultado de que la corriente representa una colección de muchas partículas
cargadas en movimiento; por tanto, La fuerza resultante sobre el alambre se debe a la suma de las
fuerzas individuales ejercidas sobre las partículas cargadas. La expresión para calcular la fuerza
magnética“𝐹” sobre un alambre recto en un campo magnético uniforme “𝐵”, está dado por la
expresión
:
Donde “𝐿” es un vector de magnitud igual a la longitud del alambre con dirección igual a la
dirección de la corriente “𝐼” que conduce el alambre. Cuando se cierra el interruptor como se
muestra en la figura 2 la balanza se desequilibra debido a la fuerza magnética sobre la espira. La
magnitud de esta fuerza se puede calcular con la expresión
Donde 𝐹𝑚es la fuerza magnética, 𝐼𝑒la corriente de la espira, “𝑑” el ancho de la espira y “𝐵”el
campo magnético dentro de la bobina.
ECUACIONES IMPORTANTES

ocente:Laura Páez Correo:laura.paez@unipamplona.edu.co
CUESTIONARIO
1. Explica por qué se crea un campo magnético dentro del solenoide. ¿Está de
acuerdo la dirección del campo magnético con la dirección de la corriente de la
bobina?
En el solenoide el campo magnético se presenta de forma horizontal con la trayectoria de derecha
a izquierda, tomando en cuenta que la corriente también se distribuyen en el mismo sentido,
entonces es posible inferir que la dirección del campo eléctrico dentro del solenoide está de
acuerdo con el mismo sentido que toma la corriente al ser distribuida a lo largo del solenoide, lo
anterior se debe posiblemente a que el campo eléctrico depende directamente de la corriente.
Ahora, fuera del solenoide el campo toma un sentido opuesto con respecto al campo interior ya
que el campo trata de formarse uniforme fuera del solenoide, por ello su sentido es opuesto al salir
del solenoide regresando a la parte inicial del solenoide generando un ciclos repetitivos en la
superficie del solenoide cilíndrico.
2. Investigar el valor de la constante de permeabilidad magnética del espacio libre, μ0
3. Consultar sobre el campo magnético producido por un alambre recto que conduce una
corriente.
La figura muestra un elemento típico de corriente 𝐼𝑑𝑥⃑ = 𝐼𝑑𝑥⃑𝑈̂𝑥⃑, y un punto P del espacio que se
encuentra a una distancia R perpendicular al alambre y con un vector de posición
𝑟 = (𝑐𝑜𝑠𝜃𝑈̂𝑥⃑ + 𝑠𝑒𝑛𝜃𝑈̂𝑦) = 𝑟𝑈̂𝑟 Entonces para el campo 𝑑𝐵 :
relacionadas según el triángulo de la
figura, por las expresiones

4. Calcular la fuerza magnética entre dos conductores.
Se comienza Aplicando la ley de Biot y Savart: El modulo del campo magnético que crea una
corriente rectilínea 1, a la distancia r a que se encuentra la segunda corriente 2, es:
La fuerza magnética F12 que se ejerce sobre la corriente 2 se obtiene aplicando la segunda ley de
Laplace:
Finalmente para obtener la fuerza F21 que se ejerce sobre el conductor 1 por el campo que genera
el conductor 2, se realiza un mismo razonamiento pero cambiando la longitud del conductor 1 por
la del conductor 2 concluyendo que dos conductores rectilíneos y paralelos se atraen (cuando son
recorridos por corrientes de la misma orientación) o se repelen (cuando son recorridos por
corrientes de orientaciones opuestas) con una fuerza, cuyo módulo por unidad de longitud es:

5. Demostrar la expresión (7.3)y (7.4)realizando los esquemas necesarios para las
corrientes, el campo y la fuerza resultante.
(7.4) - 𝐵 = 𝑊/𝐼𝑒𝑑
𝐸𝑞. 4 y usando la ecuación de la Fuerza Magnética: 𝐹𝑚 = 𝐼𝑒𝑑𝐵, reemplazamos en la ecuación
pero en lugar de poner la fuerza magnética, se coloca el peso conocido.

GLOSARIO
Solenoide: es cualquier dispositivo físico capaz de crear un campo magnético sumamente
uniforme e intenso en su interior, y muy débil en el exterior.
Fuerza gravitacional: La gravedad es un fenómeno natural por el cual los objetos con masa son
atraídos entre sí, efecto mayormente observable en la interacción entre los planetas, galaxias y
demás objetos del universo
Campo magnético: Un campo magnético es una descripción matemática de la influencia
magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo magnético en
cualquier punto está especificado por dos valores, la dirección y la magnitud; de tal forma que es
un campo vectorial.
Corriente: La corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica que recorre un material.2 También se
puede definir como un flujo de partículas cargadas, como electrones o iones, que se mueven a
través de un conductor eléctrico o un espacio. Se mide como la tasa neta de flujo de carga
eléctrica a través de una superficie o en un volumen de control. Se debe al movimiento de las
cargas (normalmente electrones) en el interior del mismo.
Espira: Campo magnético producido por una corriente circular en un punto de su eje. En muchos
dispositivos que utilizan una corriente para crear un campo magnético, tales como un electroimán o
un transformador, el hilo que transporta la corriente está arrollado en forma de bobina formada por
muchas espiras.
Bobina: También conocido como inductor, una bobina es el componente pasivo de un circuito
eléctrico que almacena energía como campo magnético a través del fenómeno conocido como
inducción. Generalmente, esta bobina suele ser un cilindro en torno al cual se enrosca el alambre o
hilo de cobre a modo de sujetos inductores.
Tensión: es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos
puntos. También se puede definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo
eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones
Resistencia: Se le denomina resistencia eléctrica a la oposición al flujo de corriente eléctrica a
través de un conductor.

ANÁLISIS DE DATOS

PREGUNTAS DE CONTROL
1. Realiza un esquema donde se muestre la dirección del campo magnético dentro del
solenoide, la dirección de la corriente en la espira y la dirección de la fuerza magnética
sobre la espira. ¿Está de acuerdo con la deflexión de la espira (dirección de la fuerza
magnética) con la ecuación (7.2)?
Si, ya que según los datos obtenidos es acertado decir que la fuerza resultante que esta sobre
el alambre se debe a la suma de las fuerzas individuales sobre las partículas cargadas, además
también utilizando la regla de la mano derecha se observa que el pulgar apunta a la dirección de
movimiento de la carga positiva cumpliendo así la ecuación
2. ¿Qué sucederá si cambia el sentido de la corriente en la bobina? ¿Qué sucederá si cambia el
sentido de la corriente en la espira?
Quiere decir que se a alejado del imán, puesto que si se aleja la bobina del imán el sentido de la
corriente inducida se invierte, también se podría decir que puede ocurrir una inversión de polos
magnéticos si hay un cambio en el sentido de la corriente.

CONCLUSIONES
 Podemos concluir que el campo magnético producido por un solenoide es directamente al
número de espiras de este, y además aumenta de acuerdo a la corriente que por el circula.
 El campo magnético producido en el solenoide es igual a la suma de los campos magnéticos de
las espiras que lo conforman.
 campo magnético para una bobina está relacionado con la intensidad de corriente y de no de
espiras proporcionalmente; siendo el campo total la suma de todos.
 Se observó que en el interior de la bobina el campo es constante y adquiere el valor máximo y
decrece hacia los extremos.
 El campo depende de la intensidad de corriente, numero de espiras y la longitud de la bobina
7

BIBLIOGRAFIA
GRUPO, 1. (2021). CAMPO MAGNETICO DE SOLENOIDE. (g. 1, Ed.) CUCUTA, N Santander:
practica de laboratorio.
•se hiso el uso de la guía de laboratorio para la realización de ejercicios y tablas:
•se utilizaron las siguientes fuentes externas como medio para profundizar conocimientos en la
práctica:
 https://web.whatsapp.com/
 www.Google.com
 https://es.scribd.com/doc/22314317/campo-Magnetico-DE-UN-SOLENOIDE
 https://issuu.com/oreales90/docs/laboratorio_campo_magnetico_solenoide#:~:text=Podemo
s%20concluir%20que%20el%20campo,las%20espiras%20que%20lo%20
 http://docencia.udea.edu.co/regionalizacion/irs-404/contenido/capitulo9.html
 http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/Electromagnetismo/Electromagnetis
mo10.htm

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