Campo magnético generado por la bobina de Helmholtz

Campo magnético generado por la bobina de Helmholtz

Las bobinas de Helmholtz se pueden construir fácilmente, éstas consisten en dos bobinas circulares de radio R y separadas por una distancia igual a su radio, como lo muestra la Figura 1. Si ambas espiras tienen un número de arrollamiento igual a N y por ambas espiras circula una corriente I (en el mismo sentido), se tiene que el campo magnético en el centro de las espiras es cons consta tant ntee dent dentro ro de un volu volume men n de radi radio o R3. El valo valorr del del cam campo magnético dentro de la espira viene dado por:

Dado un circuito cerrado recorrido por una corriente continua i, el campo magnético que crea viene dado por la expresión

que constituye la ley de Ampare-Laplace o de Biot-Savart. El campo magnético magnético creado por una espira circular circular en un punto punto cualquiera cualquiera es difícil de calcular, pero si consideramos solamente puntos sobre su eje de simetría el cálculo es sencillo, obteniéndose

En función del momento magnético de la espira, ; (en este caso m = i R 2 ) Esta Esta conf config igura uraci ción ón de espi espiras ras frec frecuen uente teme ment ntee empl emplea eada da (bob (bobin inas as de Helmholtz), básicamente consisten en dos solenoides circulares del mismo radio  R y con un eje común como muestra la Figura 2, separados por una distancia tal que la segunda derivada del campo magnético  B se anula en el   punt punto o del eje equid equidist istant antee de ambos ambos solenoi solenoides des (punto (punto medio medio). ). Esto Esto se consigue para una separación entre los dos solenoides igual a su radio  R. Las Las bobi bobina nass de Helmh elmhol oltz tz dese desemp mpeñ eñan an un pape papell impo import rtan ante te en la investigación científica, donde se utiliza frecuentemente para producir un camp campo o magn magnét étic ico o rela relati tiva vame ment ntee unif unifor orme me en una una pequ pequeñ eñaa regi región ón del del espacio. El módulo del campo magnético creado por la bobina de Helmholtz en un  punto a una distancia  z de uno de los solenoides y sobre el eje es

cuando las intensidades en los solenoides tienen el mismo sentido, y en el  punto medio entre los dos solenoides y sobre el eje, el campo es

Figura 1

Procedimiento Experimental

Caracterización del campo magnético de una bobina.

En este experimento el estudiante debe medir la distribución radial y axial del campo magnético de una bobina circular. Para realizar la medición del campo magnético se utilizará el teslámetro. Este equipo basa su funcionamiento en el efecto Hall. La sonda permite medir la componente del campo magnético en la dirección normal al plano del sensor. Estudio de la influencia de la separación de las bobinas sobre la distribución del campo magnético.

En este experimento el estudiante debe medir la distribución axial del campo de dos bobinas acopladas para varias separaciones de las mismas, incluyendo una separación igual al radio de las bobinas. Caracterización del campo magnético de las bobinas de Helmholtz. En este experimento el estudiante debe medir meticulosamente la distribución radial y axial del campo magnético de las bobinas de Helmholtz.