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UNIVERSIDAD DE LA COSTA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS ÁREA DE LABORATORIO DE FÍSICA FACULTAD DE INGENIERÍA

MAGNETISMO Y CAMPO MAGNETICO J Sandoval2, J. León1, G. Rivera2, R. Hernandez2, K. Gutierrez2 ,J. Quiroz3 Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Ambiental, Ingeniería Sistemas Laboratorio de Física de Campos Grupo: ID Resumen En la presente practica de laboratorio Magnetismo y Campo magnético se realizó con el objetivo de estudiar, mediante experimentos simulados, las propiedades físicas del campo magnético de un imán permanente, para ello como primer montaje se realizó una simulación del imán y el planeta tierra, colocando en diferentes partes la brújula para así visualizar el comportamiento del campo magnético producido. En el segundo montaje de la práctica se colocó un imán de barra, y con el medidor del campo magnético en diferentes distancias para así identificar la relación que existe entre la magnitud del campo y la distancia. Luego de haber realizado estas dos simulaciones y haber tomado datos se procede a completar las tablas de magnitud del campo magnético vs distancia y gráficas respectivas de patrones magnéticos y de donde al final se sacarán conclusiones partiendo de los resultados obtenidos por los cálculos realizados. Palabras clave: Campo magnético, comportamiento del campo magnético, patrones magnéticos. Abstract In this laboratory practice, Magnetism and Magnetic Field was carried out with the aim of studying, through simulated experiments, the physical properties of the magnetic field of a permanent magnet, for this, as a first assembly, a simulation of the magnet and the planet earth was performed, placing in different parts the compass to visualize the behavior of the magnetic field produced. In the second assembly of the practice a bar magnet was placed, and with the magnetic field meter at different distances to identify the relationship between the magnitude of the field and the distance. After having carried out these two simulations and having taken data, we proceed to complete the tables of magnitude of the magnetic field vs. distance and respective graphs of magnetic patterns and from which, in the end, conclusions will be drawn based on the results obtained by the calculations made. Key words: Magnetic field, magnetic field behavior, magnetic patterns

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1. Introducción La naturaleza de los campos electromagnéticos está relacionada directamente con el comportamiento de la naturaleza. Su estudio y compresión ha llevado a los seres humanos a utilizarlos de forma beneficiosa, como por ejemplo en el ámbito de las telecomunicaciones. Para su utilización se han creado artefactos que funcionan y trabajan a bajas frecuencias generando los campos electromagnéticos necesarios para llevar información a elevadas distancias. Sin embargo, los campos electromagnéticos también implican ciertos riesgos en la vida humana que se espera dilucidar en este informe. Para la realización de este trabajo, se medirán campos eléctricos y magnéticos emitidos por diferentes aparatos electrónicos de uso cotidianos que emitan algún tipo de radiación como horno microondas, horno eléctrico, notebook, transformadores, etc. A partir de las informaciones recopiladas se espera obtener la información suficiente para poder estudiar el comportamiento de los campos electromagnéticos, y de ahí poder concluir si magnitud es muy alta para el uso humano y su comportamiento de acuerdo a la distancia que están con el Receptor [ CITATION Rod11 \l 2058 ]. 2. Marco teórico 2.1. Magnetismo Existe en la naturaleza un mineral llamado magnetita o piedra imán que tiene la propiedad de atraer el hierro, el cobalto, el níquel y ciertas aleaciones de estos metales. Esta propiedad recibe el nombre de magnetismo. Los imanes: Un imán es un material capaz de producir un campo magnético exterior y atraer el hierro (también puede atraer al cobalto y al níquel). Los imanes que manifiestan sus propiedades de forma permanente pueden ser naturales, como la magnetita (Fe3O4) o artificiales, obtenidos a partir de aleaciones de diferentes metales. Podemos decir que un imán permanente es aquel que conserva el magnetismo después de haber sido imantado. Un imán temporal no conserva su magnetismo tras haber sido imantado.[ CITATION Jou13 \l 2058 ]

2.2. El campo magnético B: es una magnitud vectorial. Puede estar producido por una carga puntual en movimiento o por un conjunto de cargas en movimiento, es decir, por una corriente eléctrica. La unidad de campo magnético en el Sistema Internacional es el tesla (T). Un tesla se

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define como el campo magnético que ejerce una fuerza de 1 N (newton) sobre una carga de 1 C (culombio) que se mueve a velocidad de 1 m/s dentro del campo y perpendicularmente a las líneas de campo. El tesla es una unidad muy grande, por lo que a veces se emplea como unidad de campo magnético el gauss (G) que, aunque no pertenece al Sistema Internacional sino al sistema CGS, tiene un valor más acorde con el orden de magnitud de los campos magnéticos que habitualmente se manejan. [ CITATION Rey08 \l 2058 ]

2.3. Fuerza electromagnética Cuando una carga eléctrica está en movimiento crea un campo eléctrico y un campo magnético a su alrededor. Este campo magnético realiza una fuerza sobre cualquier otra carga eléctrica que esté situada dentro de su radio de acción. Esta fuerza que ejerce un campo magnético será la fuerza electromagnética. Si tenemos un hilo conductor rectilíneo por donde circula una corriente eléctrica y que atraviesa un campo magnético, se origina una fuerza electromagnética sobre el hilo. Esto es debido a que el campo magnético genera fuerzas sobre cargas eléctricas en movimiento.[ CITATION Fun14 \l 2058 ]

3. Calculo y preguntas 1. Reemplaza el imán de barra por el planeta tierra. Coloca la brújula cerca del polo norte geográfico y observa; después a la altura del ecuador y finalmente en el polo sur geográfico. Explica tus observaciones.

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Haciendo una simplificación, la tierra se puede considerar como un imán de barra que ejerce una fuerza de atracción y repulsión sobre otros imanes. Por esta razón, como bien se sabe la aguja imantada de una brújula se orienta hacia los polos de la tierra, a lo largo de las líneas de campo. El polo norte de una brújula indica aproximadamente la dirección del polo norte geográfico, y el polo sur de una brújula indica aproximadamente la dirección del polo sur geográfico.

2. Utilizando el imán de barra, alinear uno de los polos con el medidor de campo magnético como se indica en la figura 2, posteriormente varié la distancia (en línea recta) entre medidor y el imán, de manera que se aumente dicha distancia. Asumiendo que la separación de cada punto vectorial es de 1 m, complete la tabla 1 y grafique. ¿Qué relación existe entre la magnitud del campo magnético y la distancia a la cual se realiza la medición?

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B (T) d (m)

26.71 1

6.37 2

2.52 3

1,35 4

0.78 5

B (T) d (m)

0.51 6

0.36 7

0.25 8

0,19 9

0.14 10

La relación que existe entre la magnitud del campo magnético y la distancia a la cual se realiza la medición es inversa, es decir, a medida que se aumente la distancia menor será la magnitud del campo magnético producido por el imán.

3. Si se coloca una placa metálica o plástica entre el imán y el medidor, ¿se bloquea el campo magnético? También debemos saber que existe un imán que puede resiste alta magnetización porque esta con puesto por regiones microscópicas llamadas dominios magnéticos que se alinean en la misma dirección cuando se exponen a un campo magnético externo, la magnetización es un indicador de la fuerza de atracción física que el imán puede alcanzar. Si colocamos una placa metálica o una plástica entre el imán y el medidor, se bloquea el campo magnético dependiendo de las propiedades del imán y de la placa utilizada. 4. Según la teoría de Weber, ¿qué le sucede a un imán si este se va cortando en pedazos más pequeños? Weber decía que un imán se puede partir indefinidamente y cualquiera de las dos partes continúa siendo un imán y que incluso en la partición se puede llegar a la molécula del imán y esta conserva sus polos magnéticos.[ CITATION 20Ma \l 3082 ]

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5. Grafique cómo serían los patrones de campo magnético para los siguientes imanes.

4. Conclusión

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Al realizar esta práctica logramos aprender y observar, que el magnetismo es un fenómeno físico que ejerce fuerzas de atracción ante algunos objetos, como los imanes. Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo. La fuerza magnética entre imanes y/o electroimanes es un efecto residual de la fuerza magnética entre cargas en movimiento. Los imanes pueden atraerse o repelerse al hacer contacto con otros; Son los extremos del imán y es donde está concentrado todo su poder de atracción. En la zona neutral, la fuerza de atracción es prácticamente nula. Los polos magnéticos son llamados polo norte y polo sur y todos los imanes tendrán 2 polos. Los polos iguales se repelen y los diferentes se atraen. 5. Referencias Bibliográficas [1] R. Chi, «U-cursos,» 2011. [En línea]. Available: https://www.ucursos.cl/usuario/834c0e46b93fd72fd8408c492af56f8d/mi_blog/r/1_Informe_Final _Medicion_de_CEM_en_BF_(1).pdf. [2] J. Madin, «QuimicaWeb,» 2013. [En línea]. Available: http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema9/index9.htmv. [3] R. Serway, Fisicas para ciencias e ingenieria, Cenagege Learnig, 2008. [4] «Fundacion Endesa,» 2014. [En línea]. Available: https://www.fundacionendesa.org/es/recursos/a201908-que-es-elelectromagnetismo. [5] [En línea]. Available: https://prezi.com/b0e08ujsystv/teorias-del-magnetismo/. [Último acceso: 06/Mayo/2020 Mayo 2020].

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