Equation 1 Ley de Biot Savart
Resumen— En el presente informe se buscó
analizar el comportamiento del campo magnético de tres
tipos de bobinas, las bobinas estaban clasificadas por:
1.
Numero de vueltas.
2.
Radio de la bobina.
A partir de esto, se estableció 3 puntos de medición,
el primer punto es antes de ingresar a la bobina, el
segundo punto en la parte interior de la bobina justo en
el centro y el tercer punto saliendo de la bobina. Así se
obtuvieron mediciones del campo magnético producido
por las bobinas.
Palabras claves; campo; magnetismo; bobina, vueltas,
radio.
I. INTRODUCCIÓN
El campo magnético se produce cuando hay una
intensidad de corriente, cuando una corriente eléctrica
fluye a través de un material conductor genera un
campo magnético [1], esto se debe a que los electrones
tienen una propiedad que se conoce como spin que se
comportan como un imán pequeño, cuando estas
partículas cargadas entran en movimiento sus spines se
alinean generando el campo magnético.
II. METODOLOGÍA
Para este informe se requirió de varios elementos
como.
• Tesla metro
• Fuente de poder
• Multímetro
• Cables positivo y negativo
• Bobinas, entre otros.
A. Revisión:
Con los materiales proporcionados en el
laboratorio, se procedió a revisar cada uno de ellos y
verificar que estén en buen estado y funcionando
correctamente.
Para el caso de la bobina que consiste en varias
vueltas de material conductor enrolladas en forma de
espiral, el campo magnético generado por cada vuelta
se suma para producir un campo magnético más fuerte.
[2]
Ley de Biot-Savart
La ley de Biot-Savart expresa de forma algebraica
el campo magnético producido por un diferencial de
corriente en un punto P, que produce un alambre de
cualquier forma por el cual atraviesa una corriente
eléctrica I. [3]
Ilustración 1: Materiales
B. Ensamblaje:
Una vez revisados los materiales se procede con el
ensamblaje con los 3 tipos de bobinas para iniciar con
la experimentación.
Tabla 1 Datos bobina 1
punto de
medición
antes de la
bobina
dentro de
la bobina
afuera de
la bobina
2
Amperios
0.04 mT
4
Amperios
0.026 mT
Distancia
0.08 mT
0.1mT
0.26m
0.1 mT
0.07mT
0.24m
0.3 m
Ilustración 2: Bobina 1
Bobina 1 con 2 Amperios
0.15
0.1
0.05
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Ilustración 6: Gráfico distancia vs campo magnético
Ilustración 3: Bobina 2
Bobina 1 con 4 amperios
0.15
0.1
0.05
0
0
Ilustración 4: Bobina 3
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
i.
0.1
0.2
0.3
Ilustración 7: Gráfico distancia vs campo magnético
ii.
Para la bobina 2 se tiene:
Para la bobina 1 se tiene que:
Ilustración 5: bobina 1
Ilustración 8 especificaciones bobina 2
Numero de vueltas N=3
Radio R=0.0575m
N=100
R= 0.0205m
0.4
Tabla 2 datos bobina 2
punt
o de
medi
cion
antes
de la
bobin
a
dentr
o de
la
bobin
a
afuer
a de
la
bobin
a
iii.
0.45
Ampe
rios
1.2
Ampe
rios
Dista
ncia
0 mT
0.01
mT
0.3 m
0.09
mT
0.23m
T
0.24
m
Para la bobina 3 se tiene:
Ilustración 11 especificaciones bobina 3
N= 200
R= 0.0205m
0.01
mT
0.03m
T
0.19
m
punto de
medicion
antes de
la bobina
dentro
de la
bobina
afuera
de la
bobina
Bobina 2 con 0.45 A
0.30
0.25
0.20
0.5 Amperios
1.2 Amperios
Distancia
0 mT
0 mT
0.3 m
0.1 mT
0.26mT
0.2m
0.03 mT
0.02mT
0.13m
0.15
0.10
Bobina 3 con 0.5 A
0.05
0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
0.00
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Ilustración 9 grafico distancia vs campo magnetico
Bobina 2 con 1.2 A
0.12
0
0.1
0.2
0.3
Ilustración 12 grafico distancia vs campo magnetico
0.10
0.08
Bobina 3 con 1.2 A
0.06
0.04
0.02
0.00
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Ilustración 10 grafico distancia vs campo magnetico
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Ilustración 13 grafico distancia vs campo magnetico
0.4
1.
Cuestionario:
¿Es el valor del campo magnético en el
centro del inductor proporcional al
número de espiras?
Si, debido a que la densidad de flujo
magnético es directamente proporcional al
numero de espiras como la corriente
eléctrica.
Equation 2 campo magnetico inducido por una bobina
2.
3.
4.
En otros puntos distintos del centro de la
bobina,
¿El
campo
también
es
proporcional a la intensidad y al número
de vueltas?
Si, mediante la ecuación (2) nos indica que el
numero de espiras y corriente eléctrica va a
ser proporcional al campo magnético. Sin
embargo el campo magnético va a variar
dependiendo el punto donde se vaya a
analizar.
¿Presenta alguna influencia en los datos
obtenidos la geometría del inductor?
La geometría si influye en el campo
magnético ya que el radio o la longitud de la
bobina son inversamente proporcionales al
campo magnético, esto se deduce fácilmente
de la ecuación (2).
¿Qué condiciones debe cumplir un
inductor para que el campo magnético
generado sea constante?
Para mantener constante el campo magnético
en un inductor, es necesario cumplir con las
siguientes condiciones:
La corriente que fluye a través del inductor
debe permanecer constante en el tiempo, ya
que cualquier modificación en la corriente
podría dar lugar a cambios en el campo
magnético.
La geometría del inductor, así como el
material del núcleo, deben mantenerse
estables y no estar sujetos a cambios
significativos.
5.
En un escenario ideal, el inductor debería
estar aislado de manera que no existan
influencias externas que perturben el campo
magnético, tales como campos magnéticos
provenientes de fuentes externas.
¿Existe campo magnético en la periferia de
la bobina? ¿Cuál es su magnitud?
Si existe, debido a que cuando se genera un
campo magnético se produce al interior y al
exterior de la bobina, por ende se puede
detectar este campo en su periferia pero su
magnitud va a ser más débil comparado con
el interior de la bobina.
Gráfico
1
campo
magnetico
obtenido
de:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica3/magnetico/solenoide/so
lenoide.html
IV. CONCLUSIONES
❖ El campo magnético va a ser mas fuerte en el
centro de la bobina.
❖ El campo magnético es proporcional a la corriente
y numero de espiras mientras que va a ser
inversamente proporcional a su radio.
❖ El campo magnético puede verse afectado debido
a la geometría del inductor.
V. WORKS CITED
[ M. Callejas, "Universidad Autonoma del estado de
1
hidalgo," 2017. [Online]. Available:
] https://www.uaeh.edu.mx/docencia/P_Presentacio
nes/prepa_ixtlahuaco/2017/Electricidad_y_magnet
ismo_formato.pdf. [Accessed 19 julio 2023].
[ OpenIA, "ChatGPT," 2023. [Online]. Available:
2 https://chat.openai.com/c/18b94d73-0e7b-48fc] ab73-ad83381a9ade. [Accessed 19 Julio 2023].
[ Hyperphysics, "Ley Biot-Savart," S.f. [Online].
3
Available: http://hyperphysics.phy]
astr.gsu.edu/hbasees/magnetic/Biosav.html.
[Accessed 19 julio 2023].