Laboratorio de Electromagnetismo Fecha: 04,11,2013Universidad de las Américas Puebla Reporte

Fuerza de Lorentz

Jorge Luis Fernández López, Itzel H. Armenta, Roxana Herrán, Dante Franco jorge.fernandezla@udlap.mx, itzel.hernandezaa@udlap.mx, roxana.herranca@udlap.mx, dante.francoma@udlap.mx

Resumen: En este experimento como parte del Laboratorio de Electromagnetismo se busca experimentar con el campo magnético de diferentes imanes para observar los cambios en la forma del campo en función de la forma del imán. Así mismo, se busca observar el comportamiento del campo magnético en un conductor recto, en un solenoide y en una espira y calcular teóricamente los cambios del campo a través de la distancia. Se concluye que se observó lo esperado conforme a la teoría referente a los campos magnéticos.

Palabras clave: Imán; electroimán; campo magnético; corriente; solenoide.

1. ObjetivoObtener la fuerza, y con ella el campo magnético, ejercida sobre una bobina rectangular cuando se le hace pasar una corriente y dicha bobina se encuentra dentro de un campo magnético.

2. Fundamento teóricoLa fuerza de Lorentz se define como la fuerza ejercida por el campo electromagnético que recibe a una partícula con carga, o a una corriente eléctrica. Y viene dada por:

V = Velocidad de cargaE = Vector intensidad del campo eléctricoB = Vector de inducción magnética

La fuerza magnética que se ejercen dos partículas en movimiento no cumplen con la tercera ley de Newton.

Para calcular la intensidad promedio del campo magnético se utilizó la fórmula: B = F/NIL (2)

F= Fuerza medida en NewtonsN = Número de vueltas de la bobinaI = Corriente en la bobina

L = Longitud de la parte recta inferior de la bobina

3. Procedimiento experimentalSe pesaron el aislante con el imán, y se midieron las dimensiones de la bobina (incluyendo el número de vueltas, y la longitud de la parte inferior), y se construyeron las bobinas tratando que la parte inferior quedase lo más recta posible. Si la bobina contenía esmalte en los extremos se le retiraba por medio de una lija.

El circuito quedó configurado de la siguiente manera: La bobina se conectó al multímetro, en serie, y al generador de potencial que trabjaba a 5 Volts.

Las mediciones de corriente se repitieron 10 veces con 3 diferentes bobinas.

3.1. Equipos, instrumentos y materiales-1 multímetro-1 generador de potencial -4 bobinas rectangulares diferentes, fabricadas con diferente número de vueltas. -1 balanza digital. -1 material aislante. -1 imán. -1 soporte vertical. -Conectores.

Electromagnetismo Fuerza de Lorentz

En las siguientes imágenes se puede observar los equipos utilizados:

Imagen 1.-

N=30

Tabla 2.-

N=40

Imagen 2.-

4. Datos experimentales

N= número de vueltas de la bobina. L=Longitud del imán (mm)=.02mm

N=15

2

Bobina 2

Masa (g)

Masa (kg)

Fuerza (N)

Corriente(A)

Intensidad del campo

(B)

0.310.0003

10.003041

1 0.05770.08784228

8

0.5 0.0005 0.004905 0.09140.08944201

3

0.7 0.0007 0.006867 0.13060.08763399

7

0.9 0.0009 0.008829 0.16740.08790322

6

1.1 0.0011 0.010791 0.20550.08751824

8

1.290.0012

90.012654

9 0.24070.08762567

5

1.5 0.0015 0.014715 0.28070.08737085

9

1.810.0018

10.017756

1 0.33760.08765847

2

2 0.002 0.01962 0.37330.08759710

7

2.2 0.0022 0.021582 0.41130.08745441

3

Bobina 3

Masa (g)

Masa (kg) Fuerza (N)

Corriente(A)

Intensidad del campo

(B)

0.390.0003

90.003825

9 0.05750.08317173

9

0.790.0007

90.007749

9 0.1180.08209639

8

1.180.0011

80.011575

8 0.1771 0.08170384

1.660.0016

60.016284

6 0.24870.08184861

3

2.070.0020

70.020306

7 0.31190.08138305

5

2.420.0024

20.023740

2 0.36590.08110207

7

2.860.0028

60.028056

6 0.4330.08099480

4

3.250.0032

50.031882

5 0.49190.08101875

4

3.620.0036

20.035512

2 0.54720.08112253

3

4.040.0040

40.039632

4 0.60710.08160187

8

IE Comunicaciones Numero 1, Enero 2005 pp 13 - 20Revista Iberoamericana de Informática Educativa Artículos

5. Análisis de datos y/o modelos físicos

6. Observaciones

Tabla4.-

7. Conclusiones

8. Bibliografía

C.Giancoli, D. (2002). Física para universitarios. México: Prentice Hall. [3][4][5]Electrónica básica. (s.f.). Recuperado el 20 de Octubre de 2013, de http://www.electronica-basica.com/fabricacion-imanes.html [2]Olmo, M. (s.f.). hyperphysics. Recuperado el 20 de Octubre de 2013, de http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/magnetic/magfie.html [1]

3

Bobina 1

Masa (g)

Masa (kg) Fuerza (N) Corriente(A)

Intensidad del campo

(B)

0.220.0002

2 0.0021582 0.0582 0.1236082470.4 0.0004 0.003924 0.1181 0.110753599

0.610.0006

1 0.0059841 0.1861 0.10718431

0.820.0008

2 0.0080442 0.2525 0.1061940591.03 .00103 0.0101043 0.3184 0.105782035

1.210.0012

1 0.0118701 0.3775 0.104813245

1.420.0014

2 0.0139302 0.444 0.104581081

1.610.0016

1 0.0157941 0.5073 0.1037788291.8 0.0018 0.017658 0.5678 0.103663262

2.030.0020

3 0.0199143 0.6423 0.103348902Tabla 1.-

N=N= 7

Bobina 4

Masa (g)

Masa (kg)

Fuerza (N) Corriente(A)Intensidad del campo

(B)

0.2 0.0002 0.001962 0.17 0.0824370.4 0.0004 0.003924 0.3408 0.08224350.6 0.0006 0.005886 0.5046 0.0833192

0.81 0.00081 0.0079461 0.6752 0.08406081 0.001 0.00981 0.8385 0.0835676

1.2 0.0012 0.011772 1.0013 0.08397651.4 0.0014 0.013734 1.1708 0.08378891.6 0.0016 0.015696 1.3391 0.0837236

1.81 0.00181 0.0177561 1.5133 0.08380972 0.002 0.01962 1.6808 0.0833787