CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE

CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE 1. INTRODUCCIÓN
Cuando nos hablan de campo Magnético tal vez tengamos la tendencia de relacionarlo con el campo eléctrico pero si llegamos a estudiar a profundidad nos estos dos fenómenos no damos de cuenta que la relación entre estos dos fenómenos es muy pequeña si recordamos un poco el campo eléctrico es la representación gráfica de la interacción entre dos cargas sin importar si son por exceso o  por defecto y las líneas de campo van de una carga a la otra; en el campo magnético nos podemos dar cuenta que este se genera en una carga por flujo eléctrico y este siempre apunta hacia el norte dependiendo del flujo eléctrico recordemos que este norte no es el norte polar si no el norte magnético que tiene una diferencia de veintitrés grados y medio en relación con el norte de la estrella polar.  . [1]
2. OBJETIVOS
• Visualizar la interacción de un campo magnético terrestre.
• Comprender la diferencia entre el norte polar y norte magnético.
• Comprender el fenómeno físico de campo eléctrico terrestre mediante la toma de medidas con una brújula
3. INQUIETUDES PREVIAS
• ¿Qué es campo magnético?
El campo magnético es una fuerza que se produce por corrientes eléctricas estas fuerzas dipolo con un polo norte un polo sur este norte magnético tiene una diferencia de veintitrés grados y medio con diferencia al polo norte magnético de la estrella polar.
• ¿Que genera el movimiento de una carga eléctrica en el espacio?
La fuerza electromagnética genera una fuerza sobre las cargas ya que estas tienen una energía y ya sabemos que la energía es conservativa en todos sus sentidos haciendo que interactué siempre una fuerza donde hay energía y esta fuerza la llamamos fuerza electromagnética que es una fuerza de interacción entre cargas.
• ¿Qué sentido tiene el campo magnético?
Perpendicular a la fuerza de la velocidad y al plano en donde se aplica.
• ¿Por qué no se cruzan las líneas de campo?
las líneas de campo son tangentes al punto en donde se estudia el fenómeno seria absurdo que se cruzaran ya que por definición matemática la única fuerza que acompaña a la una fuerza que es perpendicular a un semi circulo es la de un vector normal con dirección y sentido hacia el centro de este y no se va a cruzar con la tangencial. [2]
• ¿Qué significa el número de líneas?
el numero de líneas es la representación gráfica de la intensidad del campo entre menor número de líneas el campo es menor y entre mayor numero de líneas la intensidad del campo es mayor.


4. MARCO TEÓRICO
4.1 Representación gráfica de campo eléctrico entre cargas.
La líneas de campo eléctrico muestran la dirección E en cada punto. Nos sirven para visualizar el campo eléctrico.

Foto 1. Línea de campo [3]

4.2 Representación gráfica de campo eléctrico de una carga.
En general la magnitud de E es diferente a lo larga de una línea de campo dada.

Foto 2. Tres Distribuciones de carga. [3]

4.3 Representación gráfica de campo eléctrico y campo magnético:

 Foto 3. campo eléctrico y campo magnético. [3]

5. MONTAJE EXPERIMENTAL

 

Foto 4. Fuente Alto voltaje o Poder. 

 Foto 5.Multimetro. 

 

Foto 6.Montaje experimental.

6. MATERIALES
• Bobina de helmholtz.
• Brújula.
• Fuente Alto voltaje o Poder.
• Multimetro.



7.  PROCEDIMIENTO
1. Realizaremos unas predicciones gráficas sobre las posible campo magnético terrestre  que se pueden formar sobre el montaje experimental.
2. Luego de tener la parte teórica pasamos a la experimental y estudiamos el primer y único caso que está compuesto por una bobina de helmholtz una fuente de poder un mulimetro y una brújula; luego encendemos la fuente de poder, al encenderla pasa corriente por las bobina de helmholtz creando entre ellos un campo magnético, tomamos esta medida cada diez grados llegando hasta noventa grados.


ANÁLISIS
- A continuación observaremos un ejemplo de lo que está ocurriendo en el fenómeno de campo magnético terrestre.
8.1) Caso 1

 Foto 7.Imagen propuesta caso 1

- En este caso percibimos que la tierra tiene un norte y un sur geográficos o de estrella polar pero bien sabemos que el planeta tierra esta inclinada cierto ángulo gracias a sus polos magnéticos por los cuales hay un flujo de corriente constante que va del polo norte magnético, al polo magnético sur esta desviación magnética inclina a la tierra y genera que el norte magnético tenga una desviación de veintitrés grados y medio con respecto al norte geográfico . Ahora bien ya tenemos nuestro montaje experimental en el cual trataremos de simular lo que ocurre con el campo magnético de la tierra con la  diferencia que tomaremos distintas medidas a distintas corrientes constantes generando el cambio en el ángulo de inclinación de este; este cambio magnético lo generamos con una fuente de poder que crea un flujo de corriente por nuestro montaje experimental.  En el centro de nuestro montaje experimental encontraremos una brújula que medirá la inclinación que genera el campo magnético sobre este.

Tabla 1 Corriente vs Angulo de desviación.

Gráfico 1 Corriente vs Angulo de desviación. 

En el gráfico 1 podemos observar con una línea de tendencia que nuestro campo magnético terrestre tiene una pendiente positiva en una gráfica polinomica es decir que mediante que los grados avanzan esta tiene una tendencia positiva. Si nos detenemos observamos que la gráfica aumenta según el amperaje pero también tiene un punto máximo ya que después de los 90 grados los valores son anormales y ya no se encuentran en nuestra medición.




9. CONCLUSIONES
• Podemos apreciar que el campo magnético terrestre no se puede cortar porque siempre van a seguir su recorrido.
• Comprendimos que la dirección del campo magnético terrestre con respecto a las coordenadas geográficas y las coordenadas magnéticas.
• Con ayuda de la brújula entendimos el fenómeno físico de campo magnético ya que al aplicar un flujo de corriente este campo va a variar y la brújula nos indica la inclinación de este dependiendo de la intensidad del campo.
BIBLIOGRAFÍA.
• [1] http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/magnetic/magfie.html Visto (02/11/2014) a las 12:30 pm.
• [2]http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/problemas/electromagnetismo/campo_magnetico.html Visto (02/11/2014) a las 13:33 pm.
• [3]https://www.google.com.co/search?q=campo+electrico+y+magnetico&es_sm=93&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=umpWVO7vLoueNrbogcAB&ved=0CAgQ_AUoAQ&biw=1517&bih Visto (02/11/2014) a las 13:46  pm.
• [4] Visto (02/11/2014) a las 22:11  pm.

CAMPO ENTRE DOS PLACAS

1.      INTRODUCCIÓN

Las cargas eléctricas siempre tiene un campo eléctrico que es la representación de líneas tangentes a dos puntos, que nos muestran la interacción entre dos o más cargas y que siempre dependerá de la distancia; las cargas además de tener una representación vectorial, como lo es el campo eléctrico también tienen una representación escalar del campo llamados potencial  eléctrico. En el caso del campo entre dos placas se refiere a la  interacción que existe entre estas dos placas cargadas de manera opuesta es decir una por exceso y otra por defecto, en ese caso el campo eléctrico inicial debe ser cero para poder aplicar el principio de la ley de gauss y de esta manera calcular el campo eléctrico que hay a  diferentes distancias con un voltaje constante. [1]

2.      OBJETIVOS

·         Determinar la dependencia en el campo eléctrico entre dos placas paralelas.

·         Comprender el fenómeno físico de campo eléctrico entre dos placas a medida que variamos su distancia y su voltaje.

3.      INQUIETUDES PREVIAS

·         ¿Qué es un campo eléctrico?

El campo eléctrico es una representación grafica que nos enseña que ocurre entre dos elementos cargados en el caso las dos placas el campo eléctrico se genera perpendicular a las superficies cargadas es decir que la interacción ocurre en la misma dirección de la fuerza. [2]

4.      MARCO TEORICO

4.1  Campo eléctrico entre placas

Foto 1. Campo eléctrico entre placas paralelas [2]

En este observamos dos placas paralelas a una distancia (d). Cada una de estas placas está cargada una por exceso y la otra por defecto; entre ellas ocurre un fenómeno eléctrico llamado campo que en este caso para poder determinar el campo eléctrico usaremos la ley de gauss que nos permitirá saber el campo eléctrico entre superficies cargadas en este caso las placas cargadas en paralelo.

1.1  Ley de gauss

Formula 1 . Ley de gauss [3]

La ley de gauss es la integral de un diferencial de superficie en donde generalmente los campos eléctricos son constantes permitiéndonos sacarlo de la integral y hacer una integral de superficie más sencilla, aunque en algunos campos este campo eléctrico no es constante y calcular la integral es más complicado, también podemos decir que la Ley de gauss es equivalente a la carga eléctrica sobre Épsilon sub cero. [3]

1.      MONTAJE EXPERIMENTAL

1.      MATERIALES

·         Medidor de campo eléctrico.

·         2 Multimetros.

·         Fuente de poder.

·         cables banana caimán.

·         Pie de rey

7. PROCEDIMIENTO Y ANALISIS.

·         Procedemos a calibrar el multimetro y la fuente de poder también apagamos nuestros dispositivos móviles ya que alteran nuestra practica de laboratorio.

·         Medimos a ciertas distancias un campo y una diferencia de potencial y la registramos en una tabla para luego proceder a analizarlos.

·         Luego procedemos a tomar los datos pero manteniendo constante el emisor en varias ocasiones

   

Para estos datos se obtuvieron las siguientes tablas:

1
Distancia	Campo	Diferencia de potencial
1,41	0	0,062
1,96	-0,1	0,062
2,8	-0,1	0,062
3,47	-0,1	0,062

Tabla1. Resistividad 1

Grafica1. Resistividad 1

En esta grafica que obtuvimos de la tabla 1 podemos decir que el campo es 0,702 que es el campo cuando la placa 1 emite 1,2 V constante.

2
Distancia	Campo	Campo 2	Diferencia de potencial
4	0,063	0	2,26
4	0,063	0,2	2,61
4	0,063	0,5	2,71
4	0,063	1,2	2,82
4	0,063	1,7	3

Tabla2.Resistividad 2

Grafica2. Resistividad 2.

En esta grafica que obtuvimos de la tabla 1 podemos decir que la pendiente es 0,85 lo cual podemos decir que nuestro laboratorio no estuvo tan errado ya que el valor de la pendiente debe estar cercano a 1.

3
Distancia	Campo	Campo 2	Diferencia de potencial
8	0,063	1,6	3
8	0,063	1,2	2,82
8	0,063	0,4	2,71
8	0,063	0,1	2,61
8	0,063	0	2,26

Tabla3. Resistividad 3

Grafica3. Resistividad 3

En esta grafica podemos observar que tiende a una función logarítmica la cual la pendiente es -1.083 por que tiende hacia abajo.

4
Distancia	Campo	Campo 2	Diferencia de potencial
12	0,063	0	2,26
12	0,063	1	2,81
12	0,062	0,1	2,61
12	0,062	0,4	2,71
12	0,062	1,6	3

Tabla4. Resistividad 4

Grafico4. Resistividad 4.

En la anterior grafica que la obtuvimos de la tabla 4 podemos observar que hay un dato que nos daña el experimento ya que la pendiente es 0.26 y es muy menor a 1 que es el resultado que deseamos obtener.

8.      CONLCUSIONES

·         Para este experimento necesitamos que ningún aparato electrónico este cerca o este prendido ya que nos emite señales a nuestro montaje lo cualñ nos produce errores.

·         La pendiente de la tendencia de la recta tiene que ser igual a 1 que ese será nuestro campo eléctrico de nuestras placas en paralelo.

·         Aprendimos a manipular el montaje de placas en paralelo.

BIBLIOGRAFÍA.

·         [1]  Marc W. Zemansky. Fisica Universitaria con física moderna. Undécima Edición , volumen 2. Pg (818-819). Pearson.

·         [2] http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/elesht.html

·         [3]http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/gauss.html

RESISTIVIDAD

1.      INTRODUCCIÓN

Fue descubierta en 1826 por el físico alemán Georg Simon Ohm, La resistividad P de un material decimos que es la relación de las magnitudes del campo eléctrico y de la densidad de corriente. Es una propiedad del material el cual nos determina la resistividad el cual nos indica cuanta corriente puede fluir a un determinado voltaje. [1]

2.      OBJETIVOS

·         Comprobar el valor de la resistividad dependiendo el material.

·         Determinar experimentalmente como varia la resistencia en distintos materiales en función de la sección transversal y de la longitud.

3.      INQUIETUDES PREVIAS

·         ¿Qué es la resistividad?

 Definimos la resistividad P de un material como la relación de las magnitudes del campo eléctrico y de la densidad de corriente:

[1]

·         ¿Que uso tiene la resistividad en la Física?

La resistividad tiene varios usos y uno de ellos está en la Física el cual podemos diseñar con cierto material que tenga un buen flujo de corriente a un determinado voltaje el cual la resistividad nos ayuda a saber que material tiene mayor resistividad y así llegar a un buen diseño.

4.      MARCO TEORICO

·         La resistividad es la resistencia eléctrica específica de cada material para oponerse al paso de una corriente eléctrica.[2]

Imagen1. Resistividad [2]

·         Establece que la intensidad de la corriente I que circula por un conductor es proporcional a la diferencia de potencial V que aparece entre los extremos del citado conductor.[3]

Imagen2.Ley de ohm [4]

5.      MONTAJE EXPERIMENTAL

Foto 1. Materiales con diferente calibre.

Foto 2. Pie de rey

Foto 3. Multimetro.

Foto 4. Fuente de poder

Foto 5. Guitarra con diferentes materiales con diferente calibre.

5.      MATERIALES

·         Guitarra con diferentes materiales con diferentes calibres.

·         Multimetro

·         Fuente de poder

·         cables banana caimán

·         Pie de rey

7. PROCEDIMIENTO

1.      Identificamos los diferentes materiales, su uso y el buen manejo de los mismos.

2.      Procedemos a tomar la herramienta de medición y marcamos en la guitarra nueve distancias de diez centímetros a lo largo de esta.

3.      Listas nuestras nueve distancias a lo largo de la guitarra seguimos con nuestra fuente de poder vamos a poner un voltaje constante para que quede bien hecho debemos poner nuestros cables banana caimán a cada extremo del alambre al cual le vallamos a tomar las medidas.

4.      Ya estando listo nuestro montaje experimental procedemos a tomar el multimetro y empezar a tomar medidas cada diez centímetros en cada distancia tomamos la resistencia en Ohm

8.      ANALISIS

1.      Lo primero que haremos es calcular el área transversal de cada uno de los materiales que vamos a usar, la calcularemos de la siguiente manera.

Formula 1. Área transversal

	Radio en cm	Área Transversal (cm)^2
Material 1	0,05000	0,1571
Material 2	0,02500	0,0785
Material 3	0,03500	0,1100
Material 4	0,01750	0,0550
Material 5	0,02500	0,0785

Tabla 1 Área transversal de cada uno de los materiales.

·         Luego de esto usaremos las tablas y las graficas de distancia vs resistencia de ahí tomaremos el valor de la pendiente que lo multiplicaremos por el valor del área transversal y así obtendremos el valor experimental de la resistividad de cada uno de los materiales.

1.      Para el primer montaje obtuvimos los siguientes datos:

Tabla 1                                        Grafica 1 Konstantan 1mm Distancia vs Resistencia

·         Hallamos la resistividad experimental de siguiente manera multiplicamos la pendiente de la grafica con el área transversal:

• El valor teórico de la resistividad del Konstantan es de 
  

Tabla 2                                     Grafica 2 Konstantan 0,5mm Distancia vs Resistencia

·         Hallamos la resistividad experimental de siguiente manera multiplicamos la pendiente de la grafica con el área transversal:

• El valor teórico de la resistividad del Konstantan es de 

1.      Para el tercer montaje obtuvimos los siguientes datos:

Tabla 3                                     Grafica 3 Konstantan 0,7mm Distancia vs Resistencia

·         Hallamos la resistividad experimental de siguiente manera multiplicamos la pendiente de la grafica con el área transversal:

El valor teórico de la resistividad del Konstantan es de

1.      Para el cuarto montaje obtuvimos los siguientes datos:

Tabla 4                                   Grafica 1 Konstantan 0,35mm Distancia vs Resistencia

·         Hallamos la resistividad experimental de siguiente manera multiplicamos la pendiente de la grafica con el área transversal:

El valor teórico de la resistividad del Konstantan es de

     Para el quinto montaje obtuvimos los siguientes datos:

 Tabla 1                                        Grafica 1 Messing 0,5 Distancia vs Resistencia

·         Hallamos la resistividad experimental de siguiente manera multiplicamos la pendiente de la grafica con el área transversal:

El valor teórico de la resistividad del Messing es de 

9. CONLCUSIONES

·         Podemos apreciar que los valores de resistividad del constantan se encuentran cerca del valor teórico del mismo.

·         Podemos apreciar que el valor experimental del messing está muy alejado del valor teórico de resistividad del mismo por lo que podemos determinar que hubo alguna falla en la recolección de datos.

BIBLIOGRAFÍA.

·         [2] Visto el 13 de octubre a las 18:20 http://www.amperis.com/recursos/articulos/medida-resistencia-puesta-tierra/

·         [3] Visto el 13 de Octubre 13 a las 18:25 http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohm

·         [4] Visto el 13 de Octubre a las 18:26 http://es.wikihow.com/analizar-circuitos-resistivos-usando-la-ley-de-Ohm

·         [5] Visto 13 de octubre a las 18:30 horas http://www.redalyc.org/pdf/944/94429298008.pdf

·         [6]Visto 13 de octubre a las 20:21 horas  http://www.sapiensman.com/conversion_tables/conversion_electrica.htm