Campo magnético dentro de un solenoide

1 · Predecir

Un solenoide (una bobina fuertemente enrollada) transporta corriente a través de sus numerosas vueltas. Si aumenta la corriente, ¿la intensidad del campo interior aumenta en proporción directa?

• El campo crece más rápido que la corriente, ya que la contribución de cada vuelta se acumula.
• Sí, el campo interior es directamente proporcional a la corriente.
• El campo interior no depende de la corriente.

2 · Configurar

1. Abra el preajuste del campo del solenoide y presione Restablecer. El solenoide tiene 400 giros en una longitud de 0.45 m.
2. Habilite la lectura de intensidad de campo interior.
3. Establezca la corriente de la bobina para cada prueba y registre la intensidad del campo interior.

3 · Recopilar Datos

Grafique la intensidad del campo B (eje y) frente a la corriente I (eje x) para sus tres pruebas. ¿La recta pasa por el origen?

4 · Analizar

1. Para una prueba, calcule B = μ₀NI/L usando μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m. Compare con la tabla.
2. Explique por qué el campo interior depende del número de vueltas por unidad de longitud (N/L), no de las vueltas y la longitud por separado: un solenoide más largo con proporcionalmente más vueltas produce el mismo campo.

5 · Ampliar

1. Un electroimán (como el de una grúa de depósito de chatarra) es esencialmente un solenoide enrollado alrededor de un núcleo de hierro, que puede multiplicar el campo por un factor de cientos o miles (la alta permeabilidad del núcleo). Explique por qué un solenoide simple con núcleo de aire como éste produce un campo mucho más débil para la misma corriente y vueltas.
2. Fuera de un solenoide ideal, el campo magnético es cercano a cero, a diferencia del campo de un solo cable que se extiende hacia afuera. Explique, utilizando los campos de muchas espiras individuales, por qué los campos de los lados opuestos de la bobina se cancelan en gran medida en el exterior pero se refuerzan en el interior.

La física detrás de este experimento

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