Objetivos: - Medir el
valor del vector inducción magnética, con una bobina
- Dterminar el coeficiente de inducción mutua,
verificando su dependencia de la posición relativa de las bobinas y del medio
en que se encuentran.
Materiales: Fuente –
Bobina – Bobina sonda – Amperímetro – Galvanómetro - Reóstato - Llave
inversora.
Diseño experimental:
Primera Parte Segunda
Parte
Procedimiento:
Primera Parte
Conectamos el electroimán y ubicamos la
bobina exploradora con los planos que pasan por sus espiras, perpendiculares a
las líneas de inducción. La bobina debe ser pequeña, para que en su área
abarque muchas líneas de campo generadas por el electroimán. El flujo de
inducción en la bobina, será:
f1 = B.A.N
Este valor se podrá calcular así cuando la normal a la superficie de
las espiras coincida con la dirección del vector inducción, o sea, que el
ángulo comprendido sea de 0°, por lo que el coseno será igual a 1. En estas
condiciones se alcanza el valor máximo de flujo.
Posteriormente retiramos bruscamente la bobina, alejándola del campo
magnético; por lo tanto el valor del flujo será igual a cero, o sea, flujo
nulo:
f2 = 0
También podríamos girar la bobina, colocando sus espiras paralelas al
vector inducción, por lo que el valor del coseno sería cero. Con cualquiera de
los dos procedimientos, observamos que la aguja del galvanómetro deflecta, o
sea, circula carga (Dq) por la boina sonda.
Dq = - Df / R,
siendo R la resistencia producida por la
bobina y el circuito. La carga se puede expresar como:
q = KG . a,
o sea, la constante del galvanómetro por el
ángulo deflectado por la aguja.
Por lo tanto, podemos deducir que:
Df = f2 - f1 = - B.A.N Þ q = B.A.N / R Þ B = q.R / A.N
Teniendo esta expresión, repetimos el experimento 4 veces, tomando los
valores en una tabla (Nº 1) y calculamos el valor promedio del vector inducción
con su cota de error.
|
a (div)
|
K(mC/div)
|
R (W)
|
A (m2)
|
N (esp)
|
B (T)
|
Bp (T)
|
E Bp (T)
|
E Bp %
|
|
7
|
3,3
|
3,1
|
9,5x10-5
|
50
|
0,015
|
0,0145
|
0,0015
|
0,103
|
|
6
|
|
|
|
|
0,013
|
|
|
|
|
7
|
|
|
|
|
0,015
|
|
|
|
|
7
|
|
|
|
|
0,015
|
|
|
|
Si alejamos y
acercamos la bobina, observamos que la aguja del galvanómetro oscila hacia uno
y otro lado. Esto ocurre por una f.e.m inducida en la bobina exploradora, que
es originada por la necesidad de producir un efecto contrario al que sucede.
Segunda parte
Deduciendo matemáticamente, podemos llegar a la siguiente expresión:
M = RT . Dq2 / DI1
siendo ∆I la variación de corriente en el
circuito primario, y ∆q la variación de carga leída por el
galvanómetro, la cual se obtiene como en la primera parte, siendo KG=(0,231±0,001).10-6 C/div.
Con el circuito abierto, ponemos las bobinas muy cerca (x=0), y
cerramos el circuito. Ubicamos el reóstato de tal forma que la intensidad sea
de 1 A. Luego abrimos la llave, por lo que se observará una variación en la
carga del circuito secundario, reflejado en el movimiento de la aguja del
galvanómetro. Repetimos el procedimiento 2 veces más, siempre con la misma
intensidad y sabiendo que R2=(1217±1)W y RG=(2220±1)W. Posteriormente alejamos
las bobinas, de a un centímetro por vez, midiendo 3 veces para cada medida, y
volcando los valores en una tabla (Nº 2).
|
x (cm)
|
Ex (cm)
|
∆a (div)
|
∆ap (div)
|
E∆ap(div)
|
∆q (C)
|
E∆q(C)
|
M (Hy)
|
E M (Hy)
|
|
0
|
0,1
|
21
|
21
|
1
|
4,9.10-6
|
0,231.10-6
|
0,017
|
0,001
|
|
|
|
21
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
|
15
|
15,3
|
|
3,53.10-6
|
|
0,012
|
Monografías
