BALANZA MAGNETICA

INTRODUCCION

Un solenoide es un arrollado en forma de cilindro. Dicho arrollado se realiza con alambre conductor, cubierto con una capa de barniz aislante. Cuando circula corriente por el conductor, en el interior del solenoide se genera un campo magnético de valor:
B = mo.N.i donde:


L

B: campo interior.
mo : permeabilidad del medio (propiedad del medio en que se propagan los campos magnéticos, en este caso el subíndice o indica vacío).
N : número de vueltas o espiras que conforman el solenoide.
i : intensidad de corriente que circula por el conductor.

OBJETIVO

Observar que las líneas de campo magnético en el interior del solenoide, son longitudinales y que se cumple la regla de la mano derecha.
Determinar si existe campo fuera del solenoide.
Determinar la permeabilidad del vacío.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Para lograr el equilibrio de una “balanza” de brazos iguales, es inmediato que las fuerzas aplicadas a cada extremo deben ser iguales.
Nuestra balanza tiene un brazo con un conductor plano enchapado. Dicho conductor se introduce en el solenoide. Cuando circula corriente por el solenoide se genera el campo B referido anteriormente. Dicho campo actúa sobre la corriente que también circula por el conductor plano de la balanza. En este caso se cumplen las condiciones de la ley de Laplace:

F = B.i.l.sena

Analicemos esta fuerza en tramos rectos de conductor:

F12 = B.i.l12.sen 0° = 0
F23 = B.i.l23.sen 90° = B.i.l23
F34 = B.I.l34.sen 180° = 0

De donde surge que la fuerza magnética neta sobre el conductor plano es F23
La misma desequilibra la balanza (a partir de la regla de la mano izquierda) por lo que para lograr el equilibrio aplicamos una fuerza conocida en el otro extremo (p.ej. el peso de una grapa de masa conocida m):

F23 = P = m.g
Sustituyendo F23
B.i.l23 = m.g
Aplicando B solenoide:
( mo.N.i ).i. l23 = m.g
L
Despejando m : mo. l23N.i2 = m
g. L

TECNICA

1. Arma el circuito indicado. Coloca una grapa en el extremo del brazo afuera del solenoide. Varia la corriente con el reóstato hasta lograr el equilibrio de la balanza.
2. Discte cual es la posición de equilibrio.
3. Repite el punto 1 aumentando la masa.
4. Realiza un cuadro de valores masa en función de i. De acuerdo a lo deducido, ambas magnitudes no son directamente proporcionales. Sugiere y realiza una gráfica rectificada.
5. Interpreta la gráfica obtenida. Determina el valor de la permeabilidad magnética del medio con su incertidumbre. Compara este valor con el del vacío.

RAMIRO MARTINEZ