AMPERMETRO

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFacultad de Ingeniera, Ciencias Fsicas y Matemtica

Carrera de Ingeniera Civil

INSTALACIONES ELECTRICASNOMBRE: MORETA RUIZ DARWIN FERNANDO

PARALELO: 1

SEMESTRE: 6

FECHA: Jueves, 21 de Mayo de 2015

INTRODUCCIN En la vida cotidiana se necesita y es indispensable la fuerza magntica la cual utilizamos en altavoces, motores, dispositivos electrnicos, entre otros. Un caso muy particular y muy bien conocidos es el caso de los imanes permanentes, los cuales pueden atraer objetos de hierro no magnetizados y tambin repeler o atraer entre ellos mismos. Otro caso es el instrumento conocido a nivel mundial como la brjula, la cual se acopla con el campo magntico producido por la tierra para dar a conocer cul es el norte o el sur segn la conveniencia de la persona que lo lea.

Las interacciones magnticas son fundamentalmente interacciones entre partculas cargadas en movimiento. Estas interacciones se describen mediante el campo magntico vectorial, denotado con . Una partcula con carga que se mueva con velocidad en un campo magntico experimenta una fuerza perpendicular tanto a como a tal como lo demuestra la ecuacin 1.

Ecuacin 1.Un segmento rectilneo de conductor que transporta una corriente en un campo magntico uniforme experimenta una fuerza perpendicular tanto a como al vector que apunta en la direccin de la corriente y tiene magnitud igual a la longitud del segmento. Una relacin similar da la fuerza sobre un segmento infinitesimal que transporte corriente tal como lo muestra la ecuacin 2.

Ecuacin 2.

El campo magntico a una distancia r de un conductor largo, recto y que transporta una corriente I tiene una magnitud inversamente proporcional a la distancia r a la cual se quiere saber dicho campo magntico. Las lneas de campo magntico de ste son crculos coaxiales con el cable, con direcciones dadas por la regla de la mano derecha.

Ecuacin 3.

As como dos partculas cargadas elctricamente experimentan una interaccin entre ellas, para el caso de dos conductores largos y rectos no es una excepcin, ya que los dos generan un campo magntico y en presencia de otro se van a ver atrados o repelidos dependiendo de la direccin en la que este circulando la corriente de cada uno, es por ello que la fuerza que experimenta uno del otro se va a ver afectada por la distancia r de separacin entre estos, ya que la magnitud del campo es inversamente proporcional a sta y la direccin resultante estar dada por el producto cruz entre el vector longitud y el vector unitario del punto al que se piensa calcular dicho campo, dicho de otra forma y ms practica la direccin se puede hallar con la regla de la mano derecha. Dichas afirmaciones se pueden confirmar con la ecuacin 4.

Ecuacin 4.

A lo largo del presente laboratorio se pretende confirmar la interaccin de dos conductores rectos, largos y que transporta corriente por medio de la balanza magntica la cual se espera un comportamiento directamente proporcional a la fuerza aplicada y as poder confirmar algunas medidas ya planteadas en la gua de laboratorio.Fuerza de Lorentz

Al contrario que en los campos elctricos, una partcula cargada que se encuente en reposo en el interior de un campo magntico no sufre la accin de ninguna fuerza. Otra caso bien distinto se produce cuando la partcula se encuentre en movimiento, ya que por el contrario, en este caso, la partcula si que experimentar la accin de una fuerza magntica que recibe el nombre defuerza de Lorentz.

En resumen, segn la expresin de la ley de Lorentz la fuerza de Lorentz ser:

Nula

Si la partcula no posee carga. q = 0 -> F = 0.

Si la partcula est en reposo. v = 0 -> F = 0.

Si la velocidad de la partcula es paralela al campo. F =|q|vBsen0 -> F = 0

Mxima.Si v y B son perpendiculares ( = 90 )entonces F = |q|vBsin 90 =|q|vB.

La ley de Ampre

Campo magntico producido por una corriente rectilnea

1. La direccin del campo en un punto P, es perpendicular al plano determinado por la corriente y el punto.

2. Elegimos como camino cerrado una circunferencia de radio r, centrada en la corriente rectilnea, y situada en una plano perpendicular a la misma.

El campo magntico B es tangente a la circunferencia de radio r, paralelo al vector dl.

El mdulo del campo magntico B tiene tiene el mismo valor en todos los puntos de dicha circunferencia.

La circulacin (el primer miembro de la ley de Ampre) vale

3. La corriente rectilnea i atraviesa la circunferencia de radio r.

4. Despejamos el mdulo del campo magntico B.

Llegamos a la expresin obtenida aplicando la ley de Biot.

Podemos generalizar este resultado para establecer la ley de Ampere:

La ley de Gauss nos permita calcular el campo elctrico producido por una distribucin de cargas cuando estas tenan simetra (esfrica, cilndrica o un plano cargado).

Del mismo modo la ley de Ampre nos permitir calcular el campo magntico producido por una distribucin de corrientes cuando tienen cierta simetra.

Los pasos que hay que seguir para aplicar la ley de Ampre son similares a los de la ley de Gauss.

1. Dada la distribucin de corrientes deducir la direccin y sentido del campo magntico

2. Elegir un camino cerrado apropiado, atravesado por corrientes y calcular la circulacin del campo magntico.

3. Determinar la intensidad de la corriente que atraviesa el camino cerrado

4. Aplicar la ley de Ampre y despejar el mdulo del campo magntico.

Solenoide

Si suponemos que el solenoide es muy largo y estrecho, el campo es aproximadamente uniforme y paralelo al eje en el interior del solenoide, y es nulo fuera del solenoide. En esta aproximacin es aplicable la ley de Ampre.

El primer miembro, es la circulacin del campo magntico a lo largo de un camino cerrado, y en el segundo miembro el trmino I se refiere a la intensidad que atraviesa dicho camino cerrado.

Para determinar el campo magntico, aplicando la ley de Ampre, tomamos un camino cerrado ABCD que sea atravesado por corrientes. La circulacin es la suma de cuatro contribuciones, una por cada lado.

Examinaremos, ahora cada una de las contribuciones a la circulacin:

1. Como vemos en la figura la contribucin a la circulacin del lado AB es cero ya que bien y son perpendiculares, o bien es nulo en el exterior del solenoide.

2. Lo mismo ocurre en el lado CD.

3. En el lado DA la contribucin es cero, ya que el campo en el exterior al solenoide es cero.

4. En el lado BC, el campo es constante y paralelo al lado, la contribucin a la circulacin es Bx, siendo x la longitud del lado.

La corriente que atraviesa el camino cerrado ABCD se puede calcular fcilmente:

Si hay N espiras en la longitud L del solenoide en la longitud x habr Nx/L espiras por las que circula una intensidad I. Por tanto, la ley de Ampre se escribe para el solenoide.

Fuerzas entre corrientes paralelas

La atraccin o repulsin de corrientes paralelas o antiparalelas fue descubierta experimentalmente por Ampre.

Tomando el primer hilo, con una corriente elctrica , crear en un hilo conductor, situado paralelamente a una 1distancia de l, un campo que ser:

y claro est, este hilo segundo por el cual circula una corriente experimentar una fuerza por estar sometido a este campo. Esta fuerza es

Ahora bien, como la longitud de ambos hilos es infinita, la fuerza total que sienten estos hilos tambin es infinita, aunque eso s, repartida por su longitud sin lmite. Una magnitud til es ver cuanta fuerza se siente por unidad de longitud , lo que equivale a decir que

ReostatoUn reostato consiste en una resistencia variable que tiene slo dos terminales conectados con el circuito.

Como se dijo antes, la resistencia variable bsica puede tener dos o tres terminales. Cuando se utiliza como reostato, aunque tenga tres terminales slo se necesitan dos de ellos, uno fijo y otro variable.

Diferentes configuraciones de reostato: de dos terminales, de tres terminales con un extremo al aire y de tres terminales con un extremo puenteado

Tambin podemos utilizar una resistencia variable de tres terminales como reostato, pero para ello, o bien dejamos un terminal al aire, o lo conectamos con el terminal central. Cuando una resistencia variable de tres terminales se conecta como reostato, entre el terminal central y un extremo hay siempre 0 ohmios (est puenteado), y entre el terminal central y el otro extremo se obtiene el valor de resistencia que hayamos ajustado en ese momento.

EQUIPO:

*IMAN EN U*GENERADOR ELECTRICO

*CABLES CONECTORES PARA EL GENERADOR

*4 PLACAS

*CABLE CONDUCTOR QUE PASE SOBRE EL IMAN

CONCLUSIONES:

La fuerza es proporcional a la carga y a la velocidad con la que la partcula entra en el campo magntico.

Si la carga incide en la direccin del campo, no acta ninguna fuerza sobre ella.

Si la carga incide en la direccin al campo, la fuerza adquiere su mximo valor y es a la velocidad y al campo.

Si la carga incide en direccin oblicua al campo, aparece una fuerza a este y a la velocidad cuyo valror es proporcional al seno del ngulo de incidencia.

Cargas de distinto signo experimentan fuerzas de sentidos opuestos.

BIBLIOGRAFIA:FISICA:

C.Giancoli, D. (2002). Fsica para universitarios. Mxico: Prentice Hall. [3][4][5]

Electrnica bsica. (s.f.).

DIGITAL:

http://fisica.laguia2000.com/magnetismo/fuerza-magnetica-sobre-cargas-electricas-fuerza-de-lorentzhttp://web.educastur.princast.es/proyectos/jimena/pj_franciscga/Lorentz.htm