MAGNETISMO

CAMPO MAGNÉTICO DE UN ALAMBRE

OBJETIVO:
Los objetivos de esta actividad son revelar una imagen visual del campo magnético que rodea un alambre recto, actual que lleva y entender la dependencia del campo magnético de la distancia del alambre y de la corriente.

PREGUNTA 1: DIRECCIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO
¿Cómo girara el campo magnético cuando la corriente que atraviesa el alambre sea positiva?
GIRA EN SENTIDO CONTRARIO A LAS MANCILLAS DEL RELOJ.



La simulación exhibe las líneas del campo magnético a través del espacio así como el vector del campo magnético en un punto especificado en el espacio. Este punto se puede arrastrar alrededor de la ventana. Arrastre este punto alrededor de la ventana, vigilando cuidadoso la magnitud y la dirección del vector del campo magnético.

PREGUNTA 2: ORIENTACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO
¿Qué ángulo del campo magnético hace concerniente al vector de la posición que conecta el alambre con el punto del interés?
UN ÁNGULO DE 45º APROXIMADAMENTE, PERO PARA LOS OTROS EJEMPLOS ES PROBABLE QUE ESTE CAMBIE, ES DECIR EL PUNTO DE INTERÉS VARIA PARA LOS EXPERIMENTOS.

PREGUNTA 3: MAGNITUD A LO LARGO DE UNA LÍNEA RADIAL
¿La magnitud del campo cambia a lo largo de una línea que extiende radialmente lejos del alambre?
SI, ESTE CAMBIO SE EFECTÚA DE UNA FORMA PROPORCIONAL, ENTRE MAS LEJOS MENOR MAGNITUD DE CAMPO ELÉCTRICO.

PREGUNTA 4: MAGNITUD A LO LARGO DE UNA LÍNEA DEL CAMPO
¿La magnitud del campo cambia a lo largo de las líneas circulares del campo?
NO, ESTA MAGNITUD SE MANTIENE UNIFORMEMENTE.

Examine la magnitud y la dirección del vector del campo magnético en un punto arbitrario en espacio.

PREGUNTA 5: DEPENDENCIA DE LA CORRIENTE
¿Qué sucederá a la magnitud y a la dirección del campo magnético, en el punto en espacio que usted está examinando, si se aumenta la corriente?
LA MAGNITUD AUMENTA PROPORCIONALMENTE AL AUMENTO DE LA CORRIENTE, MIENTRAS TANTO LA DIRECCIÓN SE MANTIENE.

PREGUNTA 6: MOVER DE UN TIRÓN LA CORRIENTE
¿Qué sucederá a la magnitud y a la dirección del campo magnético, en el punto en espacio que usted está examinando, si la corriente se mueve de un tirón de positivo a la negativa?
AHORA SUCEDE TODO LO CONTRARIO. MIENTRAS LA MAGNITUD SE MANTIENE EN FORMA UNIFORME (ES LA MISMA EN 20A Y -20A, ES DECIR 44ΜT), EL SENTIDO DEL CAMPO MAGNÉTICO CAMBIA DE DIRECCIÓN, AHORA AL DE LAS MANECILLAS DEL RELOJ.

Configure la simulación para exhibir el patrón formado cuando las limaduras del hierro se traen cerca del alambre actual que lleva. Examine el patrón hecho por las limaduras del hierro.

PREGUNTA 7: PATRON DE LAS LIMADURAS DEL HIERRO
¿Qué sucederá al patrón de las limaduras del hierro si la corriente se mueve de un tirón de nuevo a un valor positivo?
PARA INICIAR, AL REALIZAR EL CAMBIO DE LÍNEA A LIMADURAS DE HIERRO, ESTAS COMIENZAN A APARECER EN FORMA CIRCULAR HASTA QUE PARAN Y SE INDICA LA DIRECCIÓN QUE LLEVAN, EL CUAL VA EN SENTIDO A LAS MANECILLAS DEL RELOJ.
AHORA BIEN, CUANDO SE CAMBIA SUCEDE LO MISMO, SOLO QUE AHORA AL APARECER EL SENTIDO ESTE INDICA UNA DIRECCIÓN EN SENTIDO CONTRARIO A LAS MANECILLAS DEL RELOJ.

Varíe la corriente a través del alambre y registre la magnitud que cambia del campo magnético en un punto arbitrario en espacio.

PREGUNTA 8: DEPENDENCIA FUNCIONAL DE LA CORRIENTE
¿Cuál es la dependencia funcional del campo magnético de la corriente para un alambre recto, actual que lleva?
A MEDIDA QUE LA MAGNITUD DE LA CORRIENTE AUMENTA, PASA LO MISMO CON EL CAMPO MAGNÉTICO, EL CUAL DESAPARECE AL LEGAR A CERO. ES DECIR ESTE ES PROPORCIONAL.

Puesto que el campo magnético aumenta en una cantidad constante, para un aumento constante en la corriente, la dependencia debe ser linear. Desde el campo cae a cero cuando la corriente es cero, entonces la dependencia linear debe ser, de hecho, proporcional.

PREGUNTA 9: DEPENDENCIA FUNCIONAL DE LA DISTANCIA
¿Cuál es la dependencia funcional del campo magnético de la distancia de un alambre recto, actual que lleva?
AL AUMENTAR LA DISTANCIA LA MAGNITUD DEL CAMPO MAGNÉTICO DISMINUYE, POR UN FACTOR DE DOS CUANDO EL AUMENTOS DE LA DISTANCIA POR UN FACTOR DE DOS LA DEPENDENCIA DEBEN SER EL ~ 1/R. DE B.

Combinar los resultados de las dos actividades pasadas conduce a una dependencia funcional del ~ I/r. de la forma B. De hecho, la relación matemática que gobierna la magnitud del campo magnético en función de la distancia y de la corriente a través de un conductor recto, es conocida como la ley de Biot-Savart, tiene la forma: B = µi/2πr.

PREGUNTA 10: LEY DE BIOT-SAVART
¿Cuál es la distancia de un alambre que lleva +10 A el cual el campo magnético menor 15µT?

B = µI / 2πr

r = µI / 2πB

r= (4π x 10-7 Tm/A)(10 A) / 2π(15 x 10-6 T)

r = 0.133 m

PREGUNTA 11: BIOT-SAVART PUZZLER
Un objeto de 2 centímetros de largo se pone en el campo magnético de un alambre de 15 A. Un extremo del objeto se expone a un campo de 35 µT. ¿Qué gama de campos magnéticos se puede el otro extremo del objeto exponer?

Por la ley de Biot-Savart, el extremo del objeto en el campo de 35 µT se debe localizar en:

B = µI / 2πr

r = µI / 2πB

r = (4π x 10-7 Tm/A)(15 A) / 2π(35 x 10-6 T)

r = 0.086 m

El otro extremo del objeto debe estar entre 10.6 centímetros y 6.6 centímetros del alambre. Tapar estas dos distancias en la ley de Biot-Savart rinde campos magnéticos el µT 28 del µT y 45, respectivamente.