Vés al contingut

Determinació experimental de la component horitzontal del camp magnètic de la Terra

ISSN
Nº31 – ISSN 2564-906X
Expositor
Institut Guindàvols
Professorat i email
Anicet Cosialls Manonelles - anicetc@gmail.com
Temàtica
Física
Nivell educatiu
Secundària en general
Descripció

INTRODUCCIÓ:
Actualment, ja hi ha més de 3.000 exoplanetes descoberts pels astrònoms, i la llista no para de créixer. Recentment, la NASA ha anunciat el descobriment d’un sistema planetari, Trappist-1, molt similar al nostre, amb tres planetes que podrien albergar vida. L’habitabilitat d’un planeta està condicionada per molts factors:
L’òrbita de la seva estrella al voltant del centre galàctic ha de ser gairebé circular.
El planeta ha de ser sempre a la zona d’habitabilitat
Ell planeta ha de posseir un camp magnètic que actua com un escut protector contra la radiació còsmica.

Aquest protocol proposa un mètode senzill i divertit per fer una estimació experimental de la component horitzontal del camp magnètic de la terra.

OBJECTIUS:
Produir un corrent induït utilitzant la Terra com a imant
Fer una estimació de la component horitzontal del camp magnètic de la Terra
MARC TEÒRIC
La força electromotriu induïda, Є , en una espira de superfície ,S , que gira amb una velocitat angular, ω ,connectada a un voltímetre , en presència d’ un camp magnètic uniforme , B, ve donada per la llei de Faraday –Lenz:
Є= (- dΦ)/dt=(- dBScosα)/dt=(- dBScosωt)/dt=-BSωsinωt
Essent ω=dα/dt
La força electromotriu induida màxima serà:
Є0 = BSω
I el camp magnètic : B=Є_0/Sω

DISSENY EXPERIMENTAL

Descripció de l’experiment
Dos estudiants sobre un eix horitzontal un cable molt llarg com si fos una espira. El cable està connectat a un voltímetre i està orientat en la direcció Est –Oest.
Dos estudiants separats 4,0 m en direcció Est-Oest aguanten un cable molt llarg ( al voltant de 10 m) connectat a un voltímetre, Al principi el cable està destensat i forma un arc. Quan el professor diu que comenci l’ experiment, els estudiants fan girar el fil verticalment com si estiguessin jugant a saltar la comba. Podem idealitzar el problema suposant que el cable forma una semicircunferència perfecta de 2.0 m de radi.
Utillatge
Cable de 10 m
Voltímetre ( mV)
Sensor voltímetre (0-25 V)
Sensor amperímetre ( 0-250 mA)
Consola Multilab

RESULTATS OBTINGUTS:

Є0 = 0,0023 V
T = 0,448 s
ω=2π/T= 12,6 rad/s
Radi de l’espira : R = 2.0 m, Superfície del semicercle S= πR2/2 = 6,28 m2
Farem l’estimació que només la meitat d’aquesta superfície és la que gira. La resta del cable està a terra i no es mou.
B=(0,002)/(6,28 ·12.,6)= 0,000025 T (25 μT)

Material
  • Cable de 10 m de longitud
  • Voltímetre ( mV)
  • Sensor voltímetre (0-25 V)
  • Sensor amperímetre ( 0-250 mA)
  • Consola Multilab