Electromagnetismo

Campo magn�tico

Fuerza sobre un
conductor rectil�neo

La balanza de
  corriente

El solenoide

Actividades

Una varilla conductora de 20 cm de longitud se suspende del brazo de una balanza. El conductor est� situado entre las dos piezas polares de un im�n.

Se pesa la varilla antes de conectarla a la bater�a. A continuaci�n, se pesa la varilla despu�s de conectarla a la bater�a. La comparaci�n de ambos pesos nos proporciona la fuerza que ejerce el campo magn�tico sobre la corriente en la varilla.

Los objetivo de esta "experiencia" son:

1.-Determinar el sentido de la fuerza que ejerce el campo magn�tico sobre la porci�n de corriente rectil�nea, dada la direcci�n y sentido del campo magn�tico y de la corriente.

2.-Medir dicha fuerza en funci�n de la intensidad de la corriente y del campo

Fundamentos f�sicos

Antes de conectar la corriente Antes de conectar la corriente para que la varilla est� en equilibrio la fuerza que ejerce el brazo de la balanza F1 deber� ser igual al peso de la varilla F1=mg

Despu�s de conectar la varilla a la bater�a

Despu�s de conectar la bater�a, por la varilla circula una corriente i. La fuerza que ejerce el campo magn�tico es

donde B es la intensidad del campo magn�tico, i la intensidad de la corriente, L, la longitud del conductor y u_t es un vector que nos indica el sentido de la corriente.

Si el campo y la porci�n de corriente son perpendiculares, el m�dulo de la fuerza es

Sobre la varilla en equilibrio act�an las siguientes fuerzas, el peso de la varilla, la fuerza que ejerce el campo magn�tico y la fuerza F₂ que ejerce el brazo de la balanza.

La fuerza que ejerce el campo magn�tico sobre la corriente F_m se puede sumar o restar al peso dependiendo de c�mo se disponga los polos del im�n o del sentido de la corriente en la varilla.

Actividades

Cada vez que se pulsa el bot�n titulado Nuevo, el programa genera una varilla cuya masa es un n�mero al azar comprendido entre 700 y 900 miligramos. Movemos con el puntero del rat�n los cursores en forma de flecha de colores rojo, azul y negro

Ejemplo:

Hemos pesado la varilla resultando F₁=862 mg

Introducimos los valores de la intensidad de la corriente y del campo magn�tico (estos valores pueden ser positivos o negativos)

• Intensidad i=2.0 A
• Campo magn�tico 20.0 gauss, B=0.002 T
• La longitud de la varilla L=0.2 m, est� fijada por el programa

Pulsamos el bot�n titulado Conectar, y se conecta los extremos de la varilla a los polos de la bater�a.

Verificamos que la fuerza que ejerce el campo magn�tico sobre la corriente rectil�nea se�alada por una flecha de color azul es hacia arriba. Por tanto, la balanza se desequilibra. Equilibramos la balanza moviendo los cursores a la posici�n que marca F₂=780 mg. Por tanto,

• La fuerza que ejerce el campo magn�tico es de F₁-F₂=862-780=82 mg=82�10^-6�9.8=8.04�10^-4 N
• La fuerza que ejerce el campo magn�tico F_m=iBL=2�0.002�0.2=8�10^-4 N

Introducir otros valores del campo magn�tico (positivos o negativos) y de la corriente (positivos o negativos) en los intervalos especificados.

1. Comprobar el sentido de la fuerza que ejerce el campo magn�tico sobre la porci�n de corriente rectil�nea
2. Determinar el valor de dicha fuerza mediante la balanza.