Treballs premiats

Determinació experimental del camp magnètic de la terra

Determinació experimental del camp magnètic de la terra

Detall

Àmbit temàtic: FÍSICA
Edició: Premiats 2018

Centre: Institut Guindàvols, Lleida

Autor: Joan Mases Joseph

Nivell educatiu: Segon de batxillerat

Tutor: Anicet Cosialls Manonelles


Compartiu aquest projecte

Objectius

1. Conèixer l’origen del camp magnètic de la Terra.

2. Conèixer la interacció del camp magnètic de la Terra amb la radiació còsmica.

3. Interpretar els diferents fenòmens naturals relacionats amb el magnetisme terrestre.

4. Determinar experimentalment el camp magnètic de la Terra mitjançant quatre dissenys experimentals.

Metodologia

Experiment 1: ‘Saltar a corda’ Es determina el camp magnètic de la Terra a partir de la variació del flux magnètic produïda pel moviment circular d’un cable elèctric, orientat adequadament al camp magnètic terrestre i connectat a un amperímetre i una consola multilog. Amb els valors de força electromotriu obtinguts i utilitzant la Llei de Lenz, calculem el camp magnètic.

Experiment 2: ‘Seguint els passos d’Oersted’. Es determina el component horitzontal del camp magnètic terrestre mitjançant una bobina circular de coure, que orientem paral·lelarment al camp magnètic de la Terra i per la qual fem passar un corrent elèctric. Situem una brúixola al centre de la bobina i mesurem l’angle de desviació que experimenta l’agulla. Mitjançant la Llei de Biot i Savart i càlculs de trigonometria, podem calcular el component horitzontal del camp magnètic.

Experiment 3: ‘ Experimentació amb tecnologia mòbil’. Es determina el camp magnètic terrestre mitjançant l’aplicació de smartphone ‘Gaussmeter’, la qual ens dóna directament el valor del camp. Únicament hem de col·locar el mòbil sobre una superfície plana i fer coincidir el seu eix Y (el costat més llarg) amb la direcció S  N.

Experiment 4: ‘Determinació del camp magnètic de la Terra amb un Teslàmetre’. Es determinen els tres components del camp magnètic de la Terra col·locant el teslàmetre orientat en les tres direccions de l’espai i connectat a una consola multilog i a un ordinador portàtil, que ens enregistra directament els valors dels components X Y i Z del camp.

 

Conclusions

Si comparem els resultats experimentals del camp magnètic total amb el valor teòric, observem que els que més s’apropen al valor real són els obtinguts en l’experiment de l’aplicació mòbil Gaussmeter. Sembla lògic, ja que en aquest experiment no hi han intervingut factors externs que hagin pogut ser causa d’error ( disseny, muntatge, mal calibrat dels aparells,… ). D’altra banda, en l’experiment ‘saltar a corda’, si bé els valors obtinguts es desvien bastant del valor teòric, observem que s’assemblen força entre ells, cosa que ens permet pensar que, tot i les múltiples possibilitats de fer errors durant el desenvolupament de l’experiment, es tracta d’un mètode força precís. Finalment, els valors obtinguts amb el teslàmetre són els que més es desvien del valor real, segurament a causa d’un mal calibrat de l’aparell.

Analitzem per separat els resultats obtinguts en l’experiment de la bobina, ja que, en aquest cas, mesurem només el component horitzontal del camp magnètic. Si els comparem amb el valor teòric, observem que són molt semblants. Pensem, doncs, que  resulta més fàcil i exacte mesurar  el camp magnètic component a component que no pas en total.

La manca d’exactitud en els resultats pot ser causada per errors de calibració dels aparells, manca de precisió en els diferents muntatges, possibles errors de mesura, presència d’elements externs que poden interferir en la mesura del camp magnètic (metalls, xarxa elèctrica, wifi,… ).

Estic satisfet del treball realitzat,a banda dels resultats, ja que  he après com és el treball d’investigació i la importància de no desistir i superar-me per a aconseguir els meus propòsits.