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3. Fundamentos teóricos
Esta Ordenación de las bobinas data del físico
Hermann von Helmholtz. Dos bobinas cortas de
un radio grande R se colocan paralelamente una
frente a la otra en un mismo eje a una distancia
R. El campo de cada una de ellas es inhomogé-
neo. Por la superposición de los campos en la
región entre las bobinas se origina un campo
magnético ámpliamente homogéneo.
Para la densidad de campo magnético B del
campo magnético en la geometría de Helmholtz
del par de bobinas con una corriente I por las
bobinas se tiene:
3
4
n
2
B
I
0
5
R
siendo n = el número de espiras de una bobina,
R = radio medio de la bobina y
de campo magnético:
4
B
7
,
433
10
I
en Tesla (I en A).
Fig. 1 Bobinas en geometría de Helmholtz
4. Ejemplos de experimentos
Para la realización de los experimentos se
requieren los siguientes aparatos:
1 Fuente CA/CC 0–20 V, 5 A @230 V
o
1 Fuente CA/CC 0–20 V, 5 A @115 V
2 Multímetros Escola 100
1 Marco giratorio con bobina plana
4.1 Inducción de tensión en el campo
= constante
0
Para lograr un velocidad de rotación constante
se recomienda accionar el marco giratorio por
medio de un motor de revoluciones lentas (p.ej.
Motor de corriente continua, 12 V 1001041).
El curso exacto de la tensión inducida se puede
observar y medir por medio de un osciloscopio.
4.2. Determinación del campo magnético
Con el mismo montaje experimental del punto
5.1 se puede medir el campo magnético
terrestre.
1003562
El cálculo del campo magnético en la geometría
de Helmholtz cuando la corriente inducida sea
cero da por resultado la intensidad del campo
1003561
magnético terrestre.
1013527
1013131
2
magnético
Se colocan las bobinas de Helmholtz sobre
la mesa de trabajo y se conectan serie entre
sí y luego en serie con un amperímetro y
con la fuente de alimentación de tensión
continua.
El marco giratorio con la bobina plana con
sus soportes se fija con los tornillos
moleteados
en
distanciadores de las bobinas de Helmholtz,
de tal forma que ésta se pueda girar en el
centro del campo homogéneo de las bobinas
de Helmholtz.
Se conecta el voltímetro directamente en los
contactos de la bobina plana.
Se ajusta la corriente en aprox. 1,5 A como
suministro de las bobinas de Helmholtz.
Se acciona la manivela con la mano y se
observa la señal en el voltímetro.
Se varía la velocidad de rotación de la
bobina hasta que se obtenga la máxima
señal en voltímetro. La velocidad de rotación
debe ser lenta.
terrestre
por
medio
inducida
Se orientan las bobinas de Helmholtz de tal
forma que el campo magnético originado por
las bobinas de Helmholtz sea antiparalelo al
campo magnético terrestre.
Se hace rotar la bobina plana y se observa
la tensión de inducción en el voltímetro.
Se varía la corriente en las bobinas de
Helmholtz hasta que en la salida de la
bobina plana la tensión de inducción llegue a
cero (Compensación del campo magnético
terrestre por el campo magnético de las
bobinas de Helmholtz).
los
travesaños
de
la
tensión
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