jueves, 23 de octubre de 2008

13.1 Campo magnético de un Cable


Los objetivos de esta actividad son : desarrollar una imagen visual del campo magnético en torno a una recta, actual portadora de cable y de comprender la dependencia del campo magnético sobre la distancia entre el alambre y la corriente.

Pregunta 1: La dirección del campo magnético

¿Cuál será el campo magnético de aspecto positivo cuando las corrientes actuan a través del alambre? (Los positivos se definen al fluir fuera de la pantalla.) Aumenta la corriente en el cable y comprueba tu predicción.

Conforme se aumenta la corriente positiva el campo magnetico aumenta hasta fluir fuera del margen del simulador y la direccion de B es hacia arriba y la direccion del campo es hacia la izq., en cambio si la misma carga la ponemos negativo, lo que cambia es la direccion que seria hacia abajo y las flechas estarian hacia la derecha, y si le disminuimos el flujo electrico, el campo se veria con menos lineas de campo magnetico.

Asesor
Para determinar la dirección del campo magnético producido por una corriente portadora de alambre, imaginar agarrar el cable con la mano derecha, con el pulgar apuntando en la dirección de la corriente. Sus dedos se enroscan en la dirección del campo magnético.

La simulación muestra las líneas de campo magnético en todo el 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, manteniendo un ojo atento sobre la magnitud y la dirección del campo magnético vector.

Pregunta 2: Orientación del campo magnético
¿Qué hace el ángulo de campo magnético que en relación con la posición del vector que conecta el cable hasta el punto de interés?

El angulo es totalmente recto, es de 90º, si la distancia entre el punto de interes y el campo aumenta, la direccion (flecha roja), dismuira, si su corriente aumenta el campo magnetico estara las disperso y por lo tanto el campo magnetico disminuira.

Pregunta 3: Magnitud a lo largo de una línea radial

¿La magnitud de los cambios sobre el terreno a lo largo de una línea que se extiende radicalmente lejos de los cables? Cuidadosamente arrastre el vector del campo magnético sobre una recta, radial fuera de la línea del cable para comprobar su respuesta.



Si aplico un flujo de corriente de + 5 Ampere, y arrastro el vector a lo largo de una linea recta, B (intensidad , ira disminuyendo conforme alejo el vector del centro. En en centro el valor de B, es 100.
Pregunta 4: Magnitud de campo a lo largo de una línea
¿La magnitud de los cambios sobre el terreno a lo largo de las líneas de campo circular? Cuidadosamente arrastre el campo magnético en torno a un vector de líneas circular, de campo magnético para comprobar su respuesta.


Si le aplico un flujo electrico de + 15 Amperes y arrastro el vector a lo largo de una linea de campo circular, a la distancia de 4.3 cm, la intensidad de carga no sera la misma en todo el circulo, varia muy poco, por ejemplo: entre 87 y 88 (Miu.Teslas)

Examinar la magnitud y la dirección del vector campo magnético en un punto arbitrario en el espacio.
Pregunta 5: La dependencia de la actual
¿Qué va a pasar con la magnitud y la dirección del campo magnético, en el punto en el espacio que están estudiando, si la corriente es aumentada? Aumentar la corriente y comprobar su predicción.


La intensidad del campo Magnetico aumenta, yo situe el vector a la distancia de 7.5 cm primeramente con un flujo de corriente de 10 Amperes y esto me daba una intensidad de campo magnetico de 27 (MIU.TESLAS), al aumentarle esta a 15 A. la intensidad aumento a 40, entonces concluyo, que mientras el flujo de corriente aumente, la intensidad de campo electrico aumentara siempr ey cuando el vector se deje en el mismo sitio.
Pregunta 6: Flipping la actual
¿Qué va a pasar con la magnitud y la dirección del campo magnético, en el punto en el espacio que están estudiando, si la corriente es volteado de positivo a negativo? Voltear la corriente en el cable y comprobar su predicción.


Cambia la dirección de hacia donde tendía a ir la corriente, pero si es positivo se va hacia arriba y negativo derecha abajo, y mientras mas grande es el flujo de corriente mayor será la magnitud no importa si es negativo o positivo

Configurar la simulación para mostrar el patrón formado limaduras de hierro cuando se presentan cerca de la actual portadora de alambre. Examine el patrón realizado por el limaduras de hierro.

Pregunta 7: Plan Limaduras de hierro
¿Qué va a pasar con el patrón de limaduras de hierro, si la corriente es volteada a un valor positivo? Voltear la corriente en el alambre de vuelta a un valor positivo y comprobar su predicción.



Al cambiar de negativo a positivo cambia la dirección de la corriente y dependiendo del nivel de flujo aumentara o disminuirá la corriente variar la corriente a través del cable y registrar la evolución de la magnitud del campo magnético en un punto arbitrario en el espacio.
Variar la corriente a través del cable y registrar la evolución de la magnitud del campo magnético en un punto arbitrario en el espacio.

Pregunta 8:dependencia funcional en la actual
¿Cuál es la dependencia funcional de campo magnético sobre la corriente para un recto, corriente portadora de alambre?
El campo aumenta conforme la corriente hace lo mismo, si la la corriente llegara a ser 0 el campo será 0, entonces el campo es proporcional a la corriente, mientras mas intensa la corriente mas grande el campo

ASESOR
Dado que el campo magnético se incrementa en una cantidad constante, por un aumento constante en la actual, la dependencia debe ser lineal. Desde el campo se reduce a cero cuando la corriente es cero, entonces la dependencia lineal debe ser, de hecho, proporcional.




Variar la distancia entre el punto de interés y el alambre y registrar la evolución de la magnitud del campo magnético.
Pregunta 9: La dependencia funcional en la Distancia
¿Cuál es la dependencia funcional de campo magnético sobre una distancia de la recta, actual portadora de alambre?
Es proporcional, si se hace grande el campo, la distancia de la recta ira creciendo, debido a que afecta el campo magnético La combinación de los resultados de las dos últimas actividades conduce a una dependencia funcional de la forma B ~ I / R. De hecho, la relación matemática que rige la magnitud del campo magnético en función de la distancia y de la corriente a través de un conductor recto, conocido como el Biot-Savart Ley, tiene la forma: B = μI / 2πr.


ASESOR
Dado que el campo magnético disminuye en un factor de dos, cuando el aumento de la distancia por un factor de dos, la dependencia debe ser B ~ 1 / r.


La combinación de los resultados de las dos últimas actividades conduce a una dependencia funcional de la forma B ~ I / R. De hecho, la relación matemática que rige la magnitud del campo magnético en función de la distancia y de la corriente a través de un conductor recto, conocido como el Biot-Savart Ley, tiene la forma: B = μI / 2πr.

Pregunta 10: Biot-Savart Ley
¿Cuál es la distancia de un cable de llevar más allá de 10 A que el campo magnético es menos de 15 μT? Utilizar la simulación para comprobar su respuesta.


B = µI / 2πrr = µI / 2πBr = (4π x 10-7 Tm/A)(15 A) / 2π(35 x 10-6 T)r = 0.086 m.

Pregunta 11: Biot-Savart Rompecabezas
A 2 cm de largo objeto se coloca en el campo magnético de un alambre de 15 A. Un extremo del objeto está expuesto a un campo de 35 μT. ¿Qué gama de campos magnéticos de mayo, el otro extremo del objeto a ser expuestos? Utilizar la simulación para comprobar su respuesta.


ASESOR
Por el Biot-Savart Ley, el final del objeto en los 35 μT sobre el terreno deben estar ubicados 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. Por lo tanto, el otro extremo del objeto debe estar entre 10,6 cm y 6,6 cm de alambre. Conectar estos dos en la distancia Biot-Savart Ley de los rendimientos campos magnéticos de 28 μT y 45 μT, respectivamente.

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