¡Descarga Pràctiques 2006-2007-Q1 y más Ejercicios en PDF de Física solo en Docsity!
Mesures de camp magnètic Data: 1 DIC. 2006
Radi de la bobina, R = 4,6 cm = 0,046 m
Nombre d’espires de la bobina, N = 270
Per calcular el camp magnètic a partir del voltatge Hall tingueu en compte
l’equivalència indicada a la sonda: 1 V = 0.01 T (recomanable) o 1 V = 0.1 T
1. Comprovació del caràcter vectorial del camp magnètic
(Comproveu que el mòdul del camp magnètic en components cartesianes és el
mateix que en components polars)
Camp magnètic en components cartesianes:
VHx = 0.130 V
VHy = 0.054 V
Bx = 1,3×
T
B y = 5,4×
T
2 2
B Bx By 1,408×
T
Camp magnètic en components cartesianes:
VHr = 0.130 V
VHθ = 0.021 V
Br = 1,3×
T
Bθ = 2,1×
T
2 2
B Br B θ 1,317×
T
2. Dependència del camp magnètic amb el corrent. Càlcul de la
permeabilitat magnètica del buit.
I(A) VH(V) B(T)
0 0,005 5,00×
0,3 0,110 1,10×
0,6 0,215 2,15×
0,9 0,320 3,20×
1,2 0,425 4,25×
1,5 0,529 5,29×
En el full de paper mil·limetrat, que s’adjunta,
representeu els valors de B en funció de I.
Mitjançant un ajust per mínims quadrats,
determineu la recta de regressió i
representeu-la en el full mil·limetrat. A partir
del valor del pendent obtingut amb la
regressió lineal (a r), calculeu la permeabilitat
magnètica del buit μ 0. Compareu el resultat
amb el valor d’aquesta constant física:
μ 0 = 4π×
Tm/A
ar = 3,50×
T/A =
N
2 R ar
μ 0 1,19×
Tm/A
y = 0,0035x + 5E-
R
2 = 1
0
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,
3. Variació del camp magnètic creat per una bobina en el seu eix
2 23
R r
x
r (m) VH (V) x (m
-
) B (T)
0,00 0,531 10273,691 5,31×
0,01 0,366 9586,175 3,66×
0,02 0,269 7923,810 2,69×
0,03 0,196 6037,442 1,96×
0,05 0,108 3188,609 1,08×
0,07 0,063 1701,632 6,30×
0,09 0,041 968,453 4,10×
0,12 0,025 471,132 2,50×
2 N 0 R I a (^) t
5,38×
Tm
3
ag = 4,00×
Tm
3
Gràficament:
0
0
x x
y y a
= 4,39 ×
Tm
3
y = 4E-07x - 0,
R 2 = 0,
0
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
PRÀCTICA 7 MESURES DE CAMP MAGNÈTIC
Disposem d’una sonda d’efecte Hall, calibrada de manera que quan es troba en
presència d’un camp magnètic B = 0.01T (perpendicular a la seva superfície) es genera
una diferència de potencial de 1V entre els seus extrems.
Situem aquesta sonda dins d’una bobina plana de secció circular (de radi mitjà R =
5cm), amb un nombre d’espires desconegut, N. Sabem per teoria que el camp
magnètic al centre de la bobina ve donat per R
N I
B
, on I és la intensitat que
circula per la bobina, R és el radi mitjà de les espires i A
T ⋅ m = ⋅ ⋅
− 7
μ 0 4 π 10. Prenem
varies mesures de la lectura d’un voltímetre connectat als extrems de la sonda Hall,
variant la intensitat que circula per la bobina, i les recollim a la taula adjunta.
- Representeu aproximadament els valors dels camps magnètics (indirectament)
mesurats en el centre de la bobina, en funció de I en la gràfica que s’adjunta.
I (A) V (V) B(mT)
- Quin és el pendent aproximat de la recta que millors ajusta els punts anteriors.
Doneu valor i unitats.
A
mT B a I b b a
- Quina és l’expressió teòrica que espereu pel pendent anterior?
R
N
a R
N I
B
- Quin és aproximadament el nombre d’espires de la bobina?
N espires
Ra N 530. 8 531 4 10
7
3
0
−
−
PRÀCTICA 7 MESURES DE CAMP MAGNÈTIC (II)
Mitjançant una sonda de Hall s’ha fet una sèrie de mesures del camp magnètic creat
per una bobina cilíndrica de radi 15 cm en un punt de l’eix longitudinal de la bobina
situat a 25 cm del centre en funció de la intensitat. Els resultats han estat:
I (A) B(mT)
a) Representeu gràficament B en funció d’I. A la vista de la figura, quina relació
satisfan?
B depèn d’I LINEALMENT es a dir, que B(I) es representa bé amb l’equació d’una recta:
B(I) = a I + b.
b) Com calcularíeu el valor del camp magnètic per a una intensitat de 0.7 A fent ús de
totes les dades? Quan val aquest valor?
Determinant els valors d’a i b de l’apartat anterior. Es pot fer gràficament i per
regressió lineal.
i) Gràficament: Amb els punts C i D es determina el pendent
A
mT
I I
B B
a D C
D C ⋅
b = BE ≅ 0. 1 m ⋅ T
B ( 0. 7 A )= 2. 074 m ⋅ T
ii) Regressió lineal:
B ( I )= 3 ⋅ I + 0. 039 ⇒ B ( 0. 7 A )= 2. 139 m ⋅ T
c) Sabent que I N
R r
R
B ⋅ ⋅
2 2 3 / 2
2 0
2 ( )
, trobeu el nombre de voltes N de la bobina.
2 0
3 2 2 3 / 2
2 2 3 / 2
2 3 0 ≅ ⋅
− −
R
R r N N R r
R
a
0
0,
1
1,
2
2,
3
3,
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,
