Este documento presenta la guía de un laboratorio de física sobre mediciones eléctricas. El laboratorio tiene como objetivos familiarizar a los estudiantes con el uso de instrumentos de medición eléctrica y medir resistencias y circuitos eléctricos simples. Se explican conceptos teóricos como intensidad de corriente, voltímetro, amperímetro y cómo conectarlos en circuitos. El procedimiento incluye medir resistencias individuales y equivalentes en serie y paralelo, y medir voltaje e intensidad de corriente en un circuito.
Universidad Francisco de Paula Santander San José de Cúcuta (Norte de Santander) Física Electromagnética Ingeniería Industrial Abril 2019
Determinar la relación entre voltaje y corriente para diferentes resistencias OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar el valor de la Resistencia eléctrica de un conductor mediante la relación Voltaje-Corriente.
Comprobar experimentalmente que no todos los materiales son óhmicos.
Universidad Francisco de Paula Santander San José de Cúcuta (Norte de Santander) Física Electromagnética Ingeniería Industrial Abril 2019
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Determinar el valor de la Resistencia eléctrica de un conductor mediante la relación Voltaje-Corriente.
Comprobar experimentalmente que no todos los materiales son óhmicos.
informe de laboratorio acerca de la ley de ohm y sus parámetros, como utilizar la ley y como se emplea, cabe destacar que estas operaciones solo se pueden aplicar en circuitos de resistores o en resistores.
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Y SUS ELEMENTOS. FASORES Y ALGEBRA COMPLEJA. CIRCUITOS MONOFASICOS DE CORRIENTE ALTERNA CIRCUITOS TRIFASICOS BALANCEADOS, TRANSFORMADORES
1. GUIA DE LABORATORIO FISICA II
UNIVERSIDAD DE IBAGUÉ CORUNIVERSITARIA
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMATICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Mediciones Eléctricas Lab Nº1
1. Objetivos:
• Familiarizar a los estudiantes con el uso de los instrumentos de medición.
• Medir la resistencia eléctrica con el ohmnímetrro.
• Montar circuitos sencillos con la conexión de resistencias, voltímetros y
amperímetros y medir intensidades de corriente y diferencia de potencial.
2. Marco Teórico.
La intensidad de corriente eléctrica es la magnitud que indica la cantidad de carga
eléctrica Q que atraviesa la sección transversal de un conductor en la unidad de
tiempo t es decir:
I = Q/t
La intensidad de corriente es una magnitud que no se puede medir según la
definición, es decir, midiendo la cantidad de carga que atraviesa la sección
transversal de un conductor en la unidad de tiempo. Para medir esta magnitud se
emplean instrumentos cuyo funcionamiento se basa en algún efecto de la
corriente. Estos instrumentos son los amperímetros.
-La medida de la diferencia de potencial o la tensión se realiza también mediante
un efecto de la corriente eléctrica.
-El uso de estos instrumentos requiere de ciertos cuidados y conocimientos sobre
el correcto empleo de sus escalas y sobre la forma de conexión de cada uno en un
circuito.
-En este laboratorio solo trabajaremos con instrumentos de medición de tensiones
y corrientes directas.
-El amperímetro mide la intensidad eléctrica en la rama del circuito donde se
conecta; su conexión siempre se realiza en serie al elemento circuital a través del
cual se desea medir la intensidad de corriente que circula. Se entiende por
conexión en serie aquella en la cual solo puede considerarse una sola trayectoria
de circulación de la corriente.
-El voltímetro mide la tensión o diferencia de potencial existentes entre los
extremos de una porción de circuito. Su conexión es en paralelo al elemento
circuital donde se desea medir la tensión.
-La conexión simultánea de un amperímetro y un voltímetro se realiza en la forma
que se muestra en la figura 1.
2. En todos los casos debe observarse que se ha tenido en cuenta la polaridad de
los equipos y de la fuente, lo cual es indispensable en todo circuito eléctrico donde
la corriente tiene un solo sentido de circulación.
Fig.1 Conexión de un amperímetro y un voltímetro en un circuito.
Por esta razón, en la conexión de estos instrumentos deben tenerse en
cuenta las siguientes indicaciones:
- Conectar siempre en serie el amperímetro al elemento circuital donde se
desea medir la corriente, pues de lo contrario cualquier conexión incorrecta
puede ocasionar la rotura del instrumento.
- Conectar siempre en paralelo el voltímetro, pues si se conecta en serie, el
instrumento no indicará el valor correcto.
Otro problema importante en el uso de estos equipos es la selección
adecuada de las escalas y la realización de las lecturas de las cantidades
indicadas por el equipo, teniendo en cuenta la posición donde se ubicó el
indicador en la escala del instrumento.
Para la correcta selección de la escala se procede de la siguiente manera:
- Se trata de realizar la medición con la escala mayor del instrumento, es
decir, con aquella donde el equipo mide el mayor valor de la magnitud en
cuestión.
- Si la aguja del equipo en esta escala no experimenta deflexión alguna, ello
quiere decir que la magnitud que se mide es de un valor inferior a la
sensibilidad del equipo en la escala mayor.
-Se va probando con las escalas inmediatas inferiores hasta encontrar
aquella para la cual la aguja experimenta alguna deflexión y se realiza la
lectura correspondiente de esa deflexión.
- Conocida en una primera aproximación, por la lectura anterior, la cantidad
de la magnitud medida, se busca la escala más pequeña para la cual la
lectura realizada no es superior al máximo de esa escala.
Este procedimiento es de vital importancia y debe constituir una habilidad que
se desarrolla en el uso correcto de estos instrumentos.
3. Procedimiento
3. Medida de resistencias
Se puede demostrar fácilmente que si se tienen varios resistores en serie, o sea,
que estén colocados en una misma rama de manera que por todos ellos pasará
la misma corriente eléctrica, que la resistencia del resistor equivalente viene dada
por la expresión:
N
R equivalente = ∑ R i (1)
i =1
donde N es el número de resistores que están conectados en serie en la misma
rama y Ri es la resistencia del resistor i conectado en serie.
Esquemáticamente esta conexión puede representarse para el caso particular de
2 resistencias como:
R1 R2
En este caso Req = R1 + R2
Para el caso de los resistores conectados en paralelo, o sea, que tienen igual
tensión entre sus extremos por estar todos sus extremos de un mismo lado
conectados entre sí, la resistencia del resistor equivalente será:
N
1 1
=∑ (2)
Req i =1 R i
Donde ahora N es el número de resistores conectado en paralelo y Ri es la
resistencia del resistor i que está conectado en paralelo.
Esquemáticamente esta conexión puede representarse para el caso particular de
2 resistencias como:
R1 R2
1 1 1
En este caso = +
Req R1 R2
Estas dos expresiones van a ser comprobadas en cuanto a su cumplimiento en
esta práctica, para este caso particular de dos resistores.
4. 3.1 Utilice el multímetro con el selector en la posición OHMS ( Ω ). Un cable se
conecta al terminal V-Ω y el otro al terminal COM. Mida las resistencias que el
profesor les indique (llámelas R1 y R2), cada una mídala 10 veces y
determine el valor medio para cada una de ellas:
R = (R+R+................+R10 )/10
Anote los valores en una tabla
Tabla 1
Resistencias Valor medio
Valores de las mediciones
R1
R2
Determine el error absoluto de las mediciones en cada caso.
3.2 Conecte los dos resistores R1 y R2 de forma que queden en serie y después
en paralelo y llame los valores de las resistencias de los resistores equivalentes R S
y RP respectivamente. Mida estas resistencias equivalentes 10 veces en cada
caso con ayuda del multímetro. Calcule los valores medios respectivos que nos
expresan los valores más probables para estas resistencias de los resistores
equivalentes.
Anote los valores en la tabla 2
Tabla 2
Resistencias Valor medio
Valores de las mediciones
Rs
Rp
Calcule los errores absolutos de estas mediciones.
Compruebe que se cumplen las relaciones (1) y (2) en cada caso
Medida de la diferencia de potencial e intensidad de corriente.
3.3 Energice la fuente y mida la diferencia de potencial de la misma con el
multímetro utilizado ahora como voltímetro. Para esto mueva el selector del
equipo a la posición VCD. Anote el valor medido.
3.4 Monte el circuito de la figura 1.
3.5 Coloque la resistencia R1 y posteriormente R2 en el circuito.
5. 3.6 Mida la diferencia de potencial en la resistencia R1 y R2 del circuito en
cada caso. Realice la medición 10 veces y anote el valor promedio en la
Tabla3.
Tabla 3
Magnitud Número de Valor
mediciones medio
R
V
I
Calcule los errores absolutos de estas mediciones.
3.7 Anote además en cada caso la lectura del amperímetro (intensidad de la
corriente). Calcule el valor promedio de la misma. Describa lo que le sucede a
la intensidad de la corriente.
3.8. Elabore un informe del trabajo realizado y entréguelo al profesor la próxima
semana. Teniendo en cuenta los siguientes puntos: titulo de la experiencia,
objetivos de la practica, elaboración de un marco teórico correspondiente a la
misma, con sus respectivas graficas, desarrollo del trabajo experimental
(tabulacion de datos, procesamiento de datos), análisis de los resultados,
conclusiones, bibliografía.
4. Materiales:
Cables de conexión
1 Fuente de corriente directa
1 Multímetro
1 Amperímetro
2 Resistencias
GUÍA DE LABORATORIO FÍSICA II
6. UNIVERSIDAD DE IBAGUÉ – CORUNIVERSITARIA
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Superficies Equipotenciales Lab Nº2
1. Objetivos:
• Familiarizar al estudiante con la modelación de campos electrostáticos
producidos por un sistema de conductores.
• Investigar el campo electrostático producido por varios sistemas de conductores
cargados, en presencia de un dieléctrico, trazando las líneas equipotenciales
entre dos electrodos a los que se les ha aplicado una diferencia de potencial. A
partir de estos. resultados trazar el gráfico de E vs distancia
• Comprobar la Ley de Gauss en situaciones físicas concretas.
2. Marco Teórico:
El campo eléctrico es originado por cuerpos cargados en reposo; éste produce
una fuerza sobre cualquier otro cuerpo cargado situado en el espacio.
Para el caso del campo vectorial, Intensidad de Campo Eléctrico E , se tiene que
éste es un campo de fuerzas y que se relaciona con el vector Densidad de Flujo
Eléctrico D mediante la ecuación D = ε 0 E ; dicho vector define la Ley de Gauss,
que en su forma integral se expresa como:
→ →
ε 0 ∫ E • dS = q enc
S
Siendo ε0 la permitividad del vacío o del espacio libre; S una superficie cerrada
arbitraria llamada superficie Gaussiana y qenc la carga neta encerrada por la
superficie o contenida dentro del volumen limitado por la superficie S.
Para representar gráficamente el campo electrostático en una región del espacio
se utilizan las llamadas líneas de fuerzas las cuales cumplen determinadas
características que ya hemos visto en clases, estas características son:
- En cada punto de la región donde se haya instaurado un campo eléctrico, ellas
son paralelas al vector E en ese punto.
- La cantidad de estas líneas que atraviesen la unidad de área de la superficie
perpendicular a tales líneas en cada punto será proporcional al módulo del
vector E en ese punto.
En general las líneas de fuerzas divergen de las partículas o cuerpos con carga
positiva y convergen hacia las partículas o cuerpos con carga negativa.
El campo vectorial Intensidad del Campo Eléctrico y el campo escalar Potencial
Eléctrico están relacionados mediante un gradiente de la forma:
E = −∇V .
7. Teniendo en cuenta que el potencial eléctrico es el trabajo por unidad de carga
realizado al mover ésta en contra de la Intensidad de Campo Eléctrico, y usando el
teorema de correspondencia entre trabajo y energía y la definición de la Ley de
W ∂U
Coulomb, dicha ecuación queda F = −q∇ = −∇U , y por tanto F = −
q R.
∂R
∂U
Podemos entonces redefinirla como qE = − donde la Intensidad de Campo
∂R
dU
Eléctrico es radial ( E = ER ). Reuniendo lo anterior llegamos a EdL = − = −dV ,
q
y entonces resolviendo la ecuación diferencial concluimos que:
B
V B − V A = − ∫ E . dl
A
Donde dl es el vector diferencial de longitud sobre la trayectoria. Analizando
cuidadosamente ésta ecuación podemos deducir que dV es un valor máximo
pues,
dV = − E.dl = − Edl cosα .
π
Si α = entonces la diferencia de potencial eléctrico V es constante y así
2
definimos una superficie equipotencial pues todos los puntos sobre la misma
tienen igual potencial. Puede comprobarse, además, que las líneas de fuerza son
perpendiculares a las superficies equipotenciales y las atraviesan de forma que las
líneas apuntan desde la superficie de mayor potencial hacia las de menor
potencial.
3. Procedimiento.
3.1 Posicione la cubeta en la parte central de un sistema coordenado,
preferentemente cartesiano, y fije a sus bornes los objetos metálicos
elegidos separados una distancia específica.
3.2 Conecte el circuito a la fuente de alimentación, y el borne de referencia del
voltímetro al borne negativo de la cubeta. Fije en la fuente el voltaje
escogido por el docente.
3.3 Desplace la punta de prueba (p.b) alrededor de cada barra. Anote cuatro
potenciales encontrados en cada una. Nota: La p.b debe desplazarse
perpendicularmente a la superficie del agua. Para la localización posterior
de cuatro líneas equipotenciales en todo el espacio entre las barras, con la
p.b determine la posición* de siete puntos con potencial igual al de cada
línea que se pretende localizar. La diferencia de potencial entre líneas
adyacentes debe tomarse como (el potencial en la barra positiva) /5. Anote
las coordenadas de cada punto y los voltajes escogidos, así como los datos
necesarios para hallar los errores que introduce el voltímetro. *(x, y) si
sistema cartesiano, (r, ϕ ) si se utiliza uno de coordenadas polares.
Nota: Para las dos líneas equipotenciales más próximas a las barras,
8. inclúyase por lo menos un punto alrededor de cada uno de los bordes
superior e inferior de las mismas. Estos serán útiles para caracterizar el
campo en esas zonas. Consulte al docente si es necesario.
3.4 Finalmente, para determinar luego la intensidad E del campo en el eje
horizontal de simetría de este sistema, desplace la p.b desde una barra a la
otra, y anote el potencial V de ocho puntos situados en el eje “x” y la
distancia d de cada uno a la barra negativa.
4. Montaje
5. Medidas De Seguridad
1. Cuidar que el agua llene uniformemente la cubeta, para evitar posibles efectos
de algunas faltas de simetría en el sistema en estudio.
2. Debe evitarse que las placas metálicas hagan contacto entre sí para impedir
posibles daños al generador.
3. Cuidar de no variar la posición de las placas durante las mediciones ni
introducir los dedos en el agua, pues en ambos casos pueden incorporarse
errores experimentales en las mediciones de potencial.
4. Limpiar periódicamente los electrodos para eliminar las sustancias que se
depositan durante la electrólisis del agua.
5. No derramar agua en el piso, pues esto puede provocar un accidente.
6. Tareas:
1. Tabule los resultados de las mediciones con sus correspondientes errores.
2. ¿Son equipotenciales las superficies de los objetos, según el ejercicio 4?.
3. A partir de las mediciones del ejercicio 2, represente en un sistema
cartesiano, el sistema cargado en estudio, y los puntos tabulados en la
tarea anterior. Para cada conjunto de puntos de igual potencial, estime
visualmente la curva que mejor se ajusta a los mismos (líneas
equipotenciales) y trácelas. Señale el potencial correspondiente a cada una.
9. 4. Trace entonces las líneas de fuerza que describen al campo, orientándolas
según el criterio deseado, y dibuje un vector representativo de la intensidad
E del campo en algunos puntos de las mismas.
5. ¿Qué otro criterio podría utilizarse para hallar la orientación de las líneas de
fuerza ?. Aplicándolo, verifique la coincidencia en el resultado.
6. De acuerdo con el esquema anterior y en el marco de los errores
experimentales presentes, valore la uniformidad del campo entre los
objetos.
7. Tabule los resultados del ejercicio 6.
8. Grafique los datos antes tabulados en un sistema V vs. d. ¿Resulta
aplicable un ajuste lineal? Explique. En caso afirmativo, con ayuda del
método de los mínimos cuadrados determine la recta que mejor se ajusta a
ellos, y la relación que entre V y d constituye su ecuación. Utilice esta
última para hallar la intensidad E del campo a lo largo del eje “x”, con su
correspondiente error. Fundamente el método utilizado.
9. Comente el comportamiento observado en cada zona y llegue a
conclusiones sobre la intensidad E del campo electrostático en cada una.
¿Resulta esto un apoyo experimental a la Ley de Gauss para medios
dieléctricos?. Explique brevemente.
7. Materiales:
1 Cubeta plástica transparente
1 Papel milimetrado
1 Fuente de voltaje (fuente de CD)
1 Electrodos metálicos
1 Voltímetro
1 Cables de conexión
10. GUIA DE LABORATORIO FISICA II
UNIVERSIDAD DE IBAGUÉ CORUNIVERSITARIA
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMATICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Ley De Ohm Lab Nº3
1. Objetivo:
• Comprobación de la ley de ohm.
2. Marco Teórico:
En el circuito al cerrar el interruptor T se establece una corriente I. El
amperímetro "A" conectado en serie en el circuito mide la intensidad de la
corriente. El voltímetro "V", en paralelo en el circuito, mide la diferencia de
potencial aplicada entre los extremos de la resistencia "R". Rv es una resistencia
variable (Reóstato), utilizada para variar la corriente " I " en el circuito.
No toda la corriente " I " circula por R, una pequeña parte se desvía a través del
voltímetro. Sin embargo, esta corriente es muy pequeña, ya que una de las
características principales de un voltímetro es la de tener una resistencia interna
muy elevada que solo permite el paso de corrientes muy pequeñas.
La Ley de Ohm establece que para ciertos tipos de conductores existe una
proporcionalidad entre la intensidad de la corriente I y la diferencia de potencial
entre los extremos del conductor de manera que la relación entre V e I es lineal y
un gráfico de V vs. I debe darnos una línea recta. Precisamente la constante de
proporcionalidad entre V e I es la resistencia eléctrica R. Por lo tanto
matemáticamente podemos escribir:
V= R I (1)
+
1
r
E
V
2
A
Rv
11. 3. Procedimiento.
3.1 Arme el circuito de la figura con una resistencia, ponga la resistencia variable
en su máximo valor, estando cerrado el interruptor T, disminuya lentamente el
valor de la resistencia variable y observa la variación de V= f( I ). Explique.
3.2 Haga la conexión en los bornes de 6 voltios de la fuente.
a) Tome una serie de valores de V e I
b) Cambie de resistencia y repita el numeral (a)
c) Coloque las dos resistencias en serie y repita el numeral (a)
d) Coloque las dos resistencia en paralelo y repita el numeral (a)
4. Resultados y Conclusiones
4.1. Tomando los valores de I en las absisas y V en las ordenadas. Construya
las curvas que representan la ley de ohm para:
1 1
R1, R2; R1+R2; y +
R1 R 2
4.2 . De su gráfico obtenga el valor para:
1 1
R1; R2; R1 + R2; y +
R1 R 2
Para los puntos 1 y 2 los valores de R1 y R2 por separado obténgalos ajustando la
curva por el método de los mínimos cuadrados y calculando la pendiente.
4.3. Calcule el valor de:
1 1
R1; R2; R1 + R2; y + con un instrumento de medida de resistencias.
R1 R 2
4.4. Compare los valores obtenidos en los numerales 2 y 3 y calcule el error en %
4.5. Conclusiones e indique posibles fuentes de error.
4.6. Elabore un informe para entregar al profesor.
5. Materiales:
1 fuente CD
2 resistencias de diferente valor
1 Amperímetro
1 reóstato (resistencia variable)
12. GUÍA DE LABORATORIO FÍSICA II
UNIVERSIDAD DE IBAGUÉ – CORUNIVERSITARIA
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Carga Y Descarga De Un Capacitor Lab Nº4
1. Objetivos.
• Un capacitor es un dispositivo que almacena carga y se usa comúnmente
en gran variedad de circuitos eléctricos donde es importante la variación de
la corriente con el tiempo.
2. Marco Teórico:
En este experimento se estudiará el proceso de carga y descarga de un capacitor
a través de una resistencia, proceso en el cual la corriente varía con el tiempo y la
rapidez de la carga depende de su capacitancia y de la resistencia del circuito
Proceso de carga:
Si el interruptor se coloca en la posición a , en t = 0, el capacitor empezará a
cargarse, una vez que se alcanza la carga máxima, la corriente en el circuito se
hace igual a cero . Utilizando la segunda ley de Kirchhoff.
dq q
Ε− R− = 0
dt c
13. Ecuación diferencial cuya solución es:
(
q = C Ε 1 − e − t / RC )
dq Ε − t / RC
i= = e
dt R
La cantidad RC, se conoce como constante de tiempo , τc , del circuito y
representa el tiempo que tarda la corriente en disminuir hasta 37% de su valor
inicial.
Así mismo, para τc = RC, la carga aumentará desde cero( 0 ) hasta 63% del valor
final.
Proceso de descarga:
Cuando el interruptor se coloca en b, V=0.
dq q
R + =0
dt c
Ecuación cuya solución es:
q = c.V0 e − t / RC V0 = voltaje para t = 0
V0 = voltaje para t = 0
Se define t 1/ 2 como el tiempo necesario para que el voltaje a través del capacitor
se reduzca a la mitad del voltaje inicial. (Demuestre las ecuaciones)
t1/ 2 = RC In 2 t1/ 2 = RC In 2
3. Procedimiento.
Nota: Revise el valor de la capacitancia y la resistencia a utilizar.
3.1 Proceso de carga
Con el conmutador en a, observa el proceso de carga. ¿Qué observas?
14. ¿Qué rango de sensibilidad debería tener el amperímetro para poder medir estas
corrientes?
Anote el valor del voltaje máximo en el capacitor (Vo).
3.2 Proceso de descarga
3.2.1 Lleve el conmutador a b, para t = 0, V = Vo. Tome datos para el voltaje
cada 5 segundos, hasta que los valores sean aproximadamente constantes.
Descargue completamente el capacitor, uniendo sus extremos mediante un cable
conductor. Cargue nuevamente el capacitor y tome datos para la descarga.
V
3.2.2 A partir de los datos obtenidos, representar gráficamente vs t en
V0
papel milimetrado.
¿La gráfica tiene la forma esperada?
De la gráfica determine:
a) t 1/ 2 , utilice la ecuación t 1/ 2 = RC In2, para hallar RC.
V
b) El tiempo correspondiente a = 0, 63 a que corresponde este tiempo?
V0
Concuerda con lo hallado en la pregunta a) ?
3.2.3 Linealice la gráfica obtenida en
3.2.2. ¿Qué representa la pendiente de esta gráfica?
Discuta sus resultados y compárelos con lo hallado en a) y b).
3.2.4 Compare sus resultados experimentales con los teóricos y explique las
principales fuentes de error.
4. Materiales:
Fuente de 12 Vol. DC
Resistencias de 200 KΩ
Capacitor de 2200 µF
Multímetro
Cronómetro
15. GUÍA DE LABORATORIO FÍSICA II
UNIVERSIDAD DE IBAGUÉ – CORUNIVERSITARIA
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Líneas de Campo Magnético Lab Nº5
1. Objetivos
• Detectar con ayuda de la brújula la dirección del campo magnético.
• Verificar la dependencia de la intensidad del campo magnético con la
corriente.
• Verificar la dependencia de la intensidad del campo magnético con la
distancia
• Determinar el campo magnético promedio de la tierra en el aula de
laboratorio.
2. Marco Teórico
Podemos demostrar ya sea por la ley de Biot y Savart o por ley de Ampere que el
campo magnético producido por un hilo recto con estándar está dado por:
Donde si la corriente se toma a lo largo del eje z.
Cuando se intenta medir el campo de un hilo de corriente se debe tener en cuenta
el campo magnético de la tierra. El campo resultante, B, en un
punto sobre un plano perpendicular al hilo, como se ve en la
figura 8-1, es la suma vectorial del campo del hilo, B1, más el
campo de la tierra, B2. Si el campo del hilo es mucho mayor que
el campo de la tierra, prácticamente una brújula se orientará a lo
largo del campo del hilo; esto sucede según la ecuación. 8-1
cuando la corriente es grande y cuando la distancia r es pequeña.
Si tenemos en cuenta lo anterior, es sencillo verificar la relación 8-1 con la ayuda
únicamente de la orientación que toma la brújula con respecto a la dirección del
campo terrestre.
Ahora bien, si se da por sentada la relación 8-1 se puede calcular el valor del
campo del hilo con corriente I, B1, en un punto donde el vector r esté en la
dirección del campo magnético de la tierra y si se mide el ángulo α de desviación
de la brújula por la presencia del hilo de corriente en esta posición, se puede
obtener el campo magnético promedio de la tierra, B2, de: B1 = B2 tgα (8 - 2)
16. Siendo B1 la intensidad del campo magnético del hilo que depende de la corriente
y de la distancia al hilo.
2. Procedimiento:
1. Oriente el marco con el enrollamiento de tal forma que la tabla horizontal apunte
en la dirección N-S. Coloque la brújula sobre la línea N-S marcando cero grados
en su escala.
2. Conecte la fuente a los terminales del alambre del sistema y al reóstato por sus
bornes de resistencia variable, todo en serie.
3. Colocando el centro de la brújula a 2 cm. del hilo de corriente tome el valor de la
corriente para la cual la brújula llega a una división angular de aproximadamente
10°. Anote los valores de ángulo y corriente con su respectivo error (apreciación).
Sin mover la brújula, aumente la corriente hasta alcanzar otros 10° y continúe así
sucesivamente tomando el valor de la corriente y ángulo hasta completar una tabla
de al menos cinco datos. No olvide que la corriente es lo que marque el
amperímetro de la fuente multiplicada por 5 (el número de hilos del enrollamiento).
4. Con el valor máximo de corriente obtenida mida el ángulo de desviación de la
brújula a distancias de 2, 3... 10 cm. a lo largo de línea N-S. (Recuérdese que se
debe garantizar que el campo terrestre y el campo producido por la corriente
siempre sean perpendiculares para obtener ángulo de desviación máximo).
5. Obtenga un amperio de corriente en la fuente ajustando el voltaje y/o la
resistencia.
3. Materiales:
1. Marco con enrollamiento de alambre
2. Fuente de voltaje. .
3. Brújula graduada
4. Regla
5. Reóstato