informe sonda hall

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  • 8/10/2019 Informe Sonda Hall

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    MEDIDA DE CAMPO MAGNTICO: SONDA HALLJohan Arana (1323536) Andrs Erazo (1323031) Darwin Daz (1325923) Grupo: 7

    UNIVERSIDAD DEL VALLEFACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS

    DEPARTAMENTO DE FSICASantiago de Cali, Octubre de 2014

    RESUMEN

    La presente prctica consiste en realizar la medicin del campo magntico creado por una

    configuracin de bobinas Helmholtz haciendo uso de una Sonda Hall, al igual que es

    objetivo de la prctica la apreciacin del cambio en la magnitud de este respecto a la

    posicin sobre el eje axial de las bobinas, concluyendo que el campo magntico depende

    de la corriente que circula en las bobinas y la posicin en la regin entre ellas. Adems,

    se compara los valores obtenidos experimentalmente con los valores tericos esperados.

    INTRODUCCIN

    Para conseguir un campo magntico

    bastante uniforme es til usar un par de

    bobinas circulares sobre un eje comn

    con corrientes iguales fluyendo en el

    mismo sentido. Para un radio de bobina

    dado, la separacin necesaria entre las

    bobinas para conseguir el ms uniforme

    campo central corresponde al radio de

    las bobinas; a esta configuracin se le

    conoce como bobinas Helmholtz. Para

    medir este campo uniforme central se

    emplear una Sonda Hall, que es un

    dispositivo que consta de una lmina de

    un material conductor o semiconductor,

    en forma de una pelcula delgada, por la

    que circula una corriente I.

    MARCO TERICO

    La magnitud del campo magntico

    creado en cualquier punto sobre el eje de

    una bobina de radio a y N espiras pordonde circula una corriente I est dadapor la expresin:

    =0

    2( + )3/ (1)

    Donde y es la distancia del punto en

    consideracin al centro de la bobina. El

    campo en el centro de la bobina, y=0,

    est dado por la expresin:

    =0

    2 (2)

    Siendo 0 la permeabilidad magnticadel vaco. La direccin del campo

    magntico va a lo largo del eje de la

    bobina. Si se tienen dos bobinas

    idnticas con eje comn, el campo

    magntico en cualquier punto sobre el

    eje es la suma vectorial del campo

    creado por cada bobina. Si las bobinas

    estn separadas una distancia d(distancia entre los centros de las

    bobinas), colocamos nuestro origen de

    coordenadas en el punto equidistante

    entre los dos centros, de tal manera las

    posiciones de las bobinas (sus centros)

    son y=-d/2 y y=+d/2. El campo magntico

    en cualquier coordenada ycon respecto

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    al origen de coordenadas est dado por

    la expresin:

    En la configuracin Helmholtz, el campo

    magntico es aproximadamente uniforme

    en la regin entre las bobinas y su

    magnitud est dada por:

    =80

    55 (4)

    MONTAJE EXPERIMENTAL

    Para la realizacin de la prctica se

    requiri:

    Sondas Hall y Teslmetro.

    Bobinas de Helmholtz.

    Fuentes de poder para las

    bobinas.

    Cables de conexin, soportes y

    regla.

    Despus de que ya se haya conectado ydispuesto todo para el correcto

    funcionamiento de las bobinas, se ajust

    la Sonda Hall tal que aproximadamente

    su sensor estuviese en el centro

    geomtrico de la regin comprendida por

    las bobinas; acto seguido, se cerr el

    circuito y se estableci una corriente I

    que circulara por las bobinas para

    producir el campo magntico a medir.

    Para distintas magnitudes de corriente se

    midi con la sonda el campo magntico

    inducido (ver anexos, tabla 1). Y ahora,

    para medir la magnitud del campo

    magntico en distintas posiciones sobre

    un eje axial a ambas bobinas, se fij un

    valor de corriente para las bobinas y se

    posicion el sensor de la sonda en

    distintos puntos del eje para contemplar

    el campo en funcin de la posicin (ver

    anexos, tabla 2).

    ANLISIS Y CONCLUSIONES

    Para el primer proceso (y=0) al graficarB(I) se obtuvo la siguiente distribucin:

    Figura 1: Relacin lineal del campo

    magntico vs la corriente elctrica. (En

    anexos se encuentra la grfica)

    Al observar la cercana del coeficiente de

    correlacin a la unidad se puede decir

    que los datos obtenidos de I y B tienenun buen comportamiento lineal, adems,

    al hacer una comparacin entre los datos

    experimentales y los esperados a travs

    del error porcentual (ver anexos, tabla 1)

    se puede concluir que los anteriores no

    difieren mucho (Epor= 3,18%).

    En el segundo proceso (y variable)

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    Figura 2: proceso de obtener diferentes datos del

    campo magntico para diferentes datos de Y (En

    anexos se encuentra la grfica)