Practica 9

Ley de Biot-Savart

Alumno: Ortiz Romero Eduardo

Grupo: 3FM1 Seccin: B

Resumen.

Estudiamos los campos magnticos generados por corrientes que circulan en conductores.

Medimos la intensidad del campo magntico en el interior de las bobinas conductoras en funcin

del radio de la bobina, corriente aplicada y nmero de espiras de la bobina. Medimos la intensidad

del campo magntico de una bobina por la que circula corriente, por medio de la balanza magntica

y aplicando Biot-Savart.

Introduccin.

Al aplicar la Ley de Biot-Savart para calcular el campo magntico se obtiene:

Para un solenoide de longitud y espiras, en el que circula una corriente el campo

magntico en su interior es tal que:

=0

Para una bobina circular de radio y espiras por la que circula una corriente , el campo

magntico en su centro es tal que:

=0

2

Equipo

1.- Balanza de torsin y accesorios.

2.- Accesorios para Ley de Biot-Savart.

3.- Balanza magntica.

4.- Fuente Regulada 40 V, 10 A (2).

5.- Fuente de c.c. 25 V, 10 A (1).

6.- Ampermetro de carrete 10 A.

7.- Fuente regulada 20 V, 20 A.

8.- Accesorios para electromagnetismo.

9.- Juego de pesas de (5 mg a 10 g).

10.- Flexmetro.

11.-Limaduras de hierro.

Parte 1

Desarrollo experimental.

Montamos los aparatos como se indica en la figura 1. Luego, con ayuda de la balanza de torsin

estudiamos el campo magntico en el centro de la bobina por la que circula corriente. Aplicamos a

cada bobina las corrientes indicadas en la tabla 1, medimos la desviacin de la seal luminosa

proyectada en la pantalla y anotamos la medida en la tabla 1.

Resultados y discusiones.

La siguiente tabla contiene los datos obtenidos durante la experimentacin.

() () () ()

0.5 3.4 1.5708 05 1.84162 05

R=20cm 1 5.8 3.14159 05 3.14159 05

N=10 1.5 9.6 4.71239 05 5.19988 05

2 13 6.28319 05 7.0415 05

0.5 1.7 7.85398 06 7.02725 06

R=20cm 1 3.8 1.5708 05 1.5708 05

N=5 1.5 5 2.35619 05 2.06684 05

2 6.7 3.14159 05 2.76956 05

0.5 6.2 3.14159 05 3.19309 05

R=10cm 1 12.2 6.28319 05 6.28319 05

N=10 1.5 19.1 9.42478 05 9.83679 05

2 26.4 0.000125664 0.000135964

0.5 2.9 1.5708 05 1.5708 05

R=10cm 1 5.8 3.14159 05 3.14159 05

N=5 1.5 9 4.71239 05 4.87489 05

2 11.7 6.28319 05 6.33735 05

Tabla 1

En la tabla se puede observar que

Entonces excite una constante , tal que =

Graficamos los valores para cada bobina y del ajuste obtendremos la constante de

proporcionalidad.

Del ajuste obtenemos que

= 4.78 106

Donde podemos observar que ,0

0

Con un error porcentual de % =|

,00

|

,00

= 0.11%

Del ajuste obtenemos que

= 4.8 106

Donde podemos observar que ,0

0

Con un error porcentual de % = 0.16%

y = 5E-06x + 1E-06

0

0.00001

0.00002

0.00003

0.00004

0.00005

0.00006

0.00007

0 2 4 6 8 10 12 14

_

X

R=20cm

N=10 ,00

= 4.133 106

R=20cm

N=5 ,00

= 5.416 106

y = 4E-06x + 1E-08

0

0.000005

0.00001

0.000015

0.00002

0.000025

0.00003

0.000035

0 2 4 6 8

B_T

X

Del ajuste obtenemos que

= 4.65 106

Donde podemos observar que ,0

0

Con un error porcentual de % = 0.09%

Del ajuste obtenemos que

= 5.3 106

Donde podemos observar que ,0

0

Con un error porcentual de % = 0.028%

B_T= 5E-06X + 3E-07

0

0.00001

0.00002

0.00003

0.00004

0.00005

0.00006

0.00007

0 2 4 6 8 10 12 14

B_T

X

R=10cm

N=5 ,00

= 5.15 106

R=10cm

N=10 ,00

= 5.416 106

B_T= 5E-06X + 4E-06

0

0.00002

0.00004

0.00006

0.00008

0.0001

0.00012

0.00014

0 5 10 15 20 25 30

B_T

X

Observamos que encada una de las bobinas el comportamiento del campo en funcin de X es lineal,

donde la constante de proporcionalidad resulta ser ,0

0 donde ,0 = (1) que produce el valor

0 de .

Conclusiones

Los datos nos muestran que el campo magntico es lineal.

Parte 2

Desarrollo experimental

Con ayuda de la balanza magntica calculamos el campo

producido por una bobina, y aplicando Biot-Savart, calculamos

el valor terico del campo magntico.

Conectamos el equipo como se muestra en las figuras 2 y 3.

Por medio de la fuente y mediante ampermetros fijamos las

corrientes indicadas en la tabla 2, esto es, en la bobina y la

balanza.

Pusimos en equilibrio a la balanza mediante el juego de pesas

y anotamos los datos obtenidos en la tabla 2. Con los valores

obtenidos calculamos el campo magntico . Medimos el

valor terico usando un Gaussometro y comparamos el valor obtenido con el valor experimental

Resultados y discusiones

La siguiente tabla contiene los datos obtenidos durante la experimentacin.

() () () () () () () %

2 0.00002 0.0001962 0.0040875

150 3 0.000031 0.00030411 0.00422375 0.004122 0.0041 5.366 103%

4 0.00004 0.0003924 0.0040875

5 0.00005 0.0004905 0.0040875

2 0.000033 0.00032373 0.006744375

200 3 0.000044 0.00043164 0.005995 0.005877 0.0056 4.946 102%

4 0.000055 0.00053955 0.005620313

5 0.000063 0.00061803 0.00515025

2 0.000036 0.00035316 0.0073575

250 3 0.000052 0.00051012 0.007085 0.006998 0.0069 1.42 102%

4 0.000063 0.00061803 0.006437813

5 0.000087 0.00085347 0.00711225

2 0.000053 0.00051993 0.010831875

300 3 0.000074 0.00072594 0.0100825 0.009674 0.0082 1.797 101%

4 0.00009 0.0008829 0.009196875

5 0.000105 0.00103005 0.00858375

Tabla 2

)

)

Tenemos que

=0

Donde = 6800 y = 2.4

Entonces obtendremos el valor de 0

Tenemos que

0

= 0.0272

Entonces

0 = 9.6 108

En teora tenemos que 0 4 107

Entonces el error porcentual es

% = 0.92%

Conclusiones.

Concluimos que el campo es lineal en funcin de la corriente

Bibliografa.

[1] Gua de laboratorio

[2] https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Biot-Savart

[3] https://www.fisicalab.com/apartado/campo-magnetico-creado-corriente-electrica

y = 0.0272x + 8E-05

0

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0.007

0.008

0.009

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35

B_t

I'

B_t vs i'