Campo magnético de un conductor recto

Electromagnetismo

1. C E R P d e l N o r t e

Carol Ribeiro
2014
Campo Magnético de
Conductor Recto

Practico N° 7
Física Experimental II

2. OBJETIVO:
Analizar el B de un conductor recto (de longitud conocida) respecto a la
intensidad de corriente y de la distancia al mismo.

MATERIALES:
 Brújula
 Conductores
 Generador
 Amperímetro


FUNDAMENTO TEÓRICO:
Campo magnético

3. La región del espacio que rodea una carga en movimiento o cualquier
sustancia magnética incluye un campo magnético. Se puede definir un campo
magnético B en algún punto del espacio en términos de la fuerza magnética
ejercida sobre una carga (q) que se mueve con una velocidad (v). No
existiendo campos eléctricos o gravitacionales en la región de la carga,
podemos escribir la fuerza magnética de la siguiente manera:
??????�=�??????×??????
La fuerza magnética tiene las siguientes características
 Es perpendicular al campo magnético.
 La fuerza magnética sólo actúa cuando la carga está en movimiento.
 Asociada a un B estable (no trabaja cuando desplaza la partícula, por tanto
no varía su energía cinética)

Decimos que existe un campo magnético en un punto del espacio, cuando una
brújula colocada en dicho punto se orienta según una dirección determinada.
Se define la dirección del vector campo magnético como la dirección y sentido
de la brújula, de norte a sur.

El norte de una brújula es el extremo que apunta aproximadamente hacia el
norte geográfico cuando no se encuentran objetos magnéticos en la cercanía.
En el SI de unidades la unidad del campo magnético es el tesla T: BT
N
Cms
N
Am
 
./ .
A

4. Los imanes utilizados en los laboratorios pueden producir campos de hasta
2,5T, con superconductores se han llegado a campos de 25T.
El valor del campo magnético terrestre en la superficie es del orden de 10
-5
T. El
valor de la componente horizontal del campo magnético terrestre en la ciudad
de Montevideo vale (2,00  0,01)  10
-5
T.

Fuentes de campo magnético y materiales magnéticos
El descubrimiento de que una corriente eléctrica produce un campo magnético
fue realizado por Oersted, al percatarse que la aguja de una brújula era
desviada por un conductor que conducía corriente.

El primero en establecer una relación entre el campo magnético y la corriente
fue Ampere, sin embargo fue Maxwell quien formuló la ley Ampere.
∫??????.??????�=??????
0
??????

??????

A partir de esta ley, podemos calcular el campo magnético a una distancia (r)
de un alambre recto y largo (idealmente infinito) por el cual circula una corriente
I, el mismo va a estar dado por
??????(�)=
??????
0
??????
2??????�


Efecto Oersted, campo de un conductor rectilíneo

5. Oersted descubrió que entre el magnetismo y la electricidad había una relación
perfectamente definida. Encontró que toda corriente eléctrica va acompañada
de ciertos efectos magnéticos que obedecen a leyes determinadas.
Por medio de la experimentación, Oersted comprobó que un hilo que conduce
una corriente eléctrica está rodeado de un campo magnético. Si este campo se
aplicase a una aguja magnética se orientaría en forma similar a como lo haría
un imán permanente.
Siempre que hay un flujo de corriente a través de un conductor existe un
campo magnético en torno a él, y la dirección de este campo depende del
sentido de la corriente eléctrica.
Cuando la corriente circula de izquierda a derecha, el sentido del campo
magnético es contrario a las agujas del reloj. Si el sentido del flujo de la
corriente se invierte, el sentido del campo magnético también se invierte.


El campo magnético producido por una corriente eléctrica, siempre forma
ángulo recto con la corriente que lo produce. El campo magnético tiene
dirección e intensidad, y sus líneas de fuerza están concentradas cerca del
conductor, disminuyendo a medida que la distancia al conductor aumenta. En
realidad, el campo magnético de un conductor no se limita a un solo plano, sino
que se extiende a lo largo de toda su longitud.

6. TABLAS:
R = 5 cm
I (A) α° α (Rad) tg (Rad) BT (T) Bc (T)
1 10 0,17453293 0,17632698 2,00E-05 3,53E-06
1,6 20 0,34906585 0,36397023 2,00E-05 7,28E-06
2,91 30 0,52359878 0,57735027 2,00E-05 1,15E-05
4 40 0,6981317 0,83909963 2,00E-05 1,68E-05
5,1 48 0,83775804 1,11061251 2,00E-05 2,22E-05

I = 4,6 A
R (cm) α° α (Rad) tg (Rad) BT (T) Bc (T)
5 44 0,76794487 0,96568877 2,00E-05 1,93E-05
10 26 0,45378561 0,48773259 2,00E-05 9,75E-06
15 20 0,34906585 0,36397023 2,00E-05 7,28E-06
20 18 0,31415927 0,3249197 2,00E-05 6,50E-06
25 6 0,10471976 0,10510424 2,00E-05 2,10E-06
30 4 0,06981317 0,06992681 2,00E-05 1,40E-06

GRÁFICAS:

y = 4E-06x
R² = 0.992
0.00E+00
5.00E-06
1.00E-05
1.50E-05
2.00E-05
2.50E-05
0 1 2 3 4 5 6
Bc-I
Bc-I
Linear (Bc-I)

7. CONCLUSIÓN:
Mediante este práctico pudimos observar como dos fenómenos como la
electricidad y el magnetismo se relacionan, si observamos las gráficas
podemos ver la proporcionalidad de estas magnitudes. Estando de esta
manera de acuerdo con lo teórico, que el campo de un conductor (Bc) es
directamente proporcional a la variación de intensidad a una distancia (r) dada,
e inversamente proporcional al desplazamiento de la brújula cuando el
conductor esta sometido a una misma intensidad de corriente.

y = 1E-06x -6E-07
R² = 0.9562
0.00E+00
5.00E-06
1.00E-05
1.50E-05
2.00E-05
2.50E-05
0 5 10 15 20 25
Bc-1/R
Bc-1/R
Linear (Bc-1/R)