Práctico realizado por estudiante de segundo año de profesorado especializado en Física, en el Centro Regional de Profesores del Norte, ubicado en la ciudad de Rivera, Uruguay.

1. Práctico 9
Balanza de Campo Magnético
(Balanza de Cotton)
Objetivo:
Verificar las relaciones existentes entre valores vinculados a la fuerza
magnética que experimenta una corriente eléctrica.
Determinar la relación entre la fuerza magnética que recibe un conductor
recto que transporta corriente eléctrica, inmerso en un campo magnético y las
otras variables involucradas.
Marco Teórico:
Cuando se ubica un conductor entre los polos de un imán en U, y se hace
circular una corriente eléctrica por él, se observa la existencia de una fuerza.
La teoría sostiene que la fuerza magnética sobre un segmento de alambre
portador de corriente de intensidad I, inmerso en un campo magnético uniforme B,
puede expresarse así:
𝑭 = 𝐼 . 𝒍 ˄ 𝑩
𝐹 = 𝐼 . 𝑙 . 𝐵𝑠𝑒𝑛 𝛼
Donde l es un vector cuyo módulo está definido por la longitud del conductor y
su sentido coincide con “el sentido convencional de la corriente”.
El sentido de la Fuerza se determinará con la regla de la mano izquierda.
El módulo del vector B determinaremos de forma indirecta.
Materiales:
Fuente de C.C. (5 A máx.)
Balanza a la décima
Amperímetro
Imán en “U”
Imán de neodimio (1,8cm de diámetro)
Pinzas cocodrilo
Conductores
Soporte
¿Enqué consiste el experimento?
Cuando se ubica al conductor en la zona donde hay un campo magnético
apreciable, orientado adecuadamente, y se hace pasar corriente por el mismo, la
balanza (que está “pesando” al imán) muestra una lectura diferente a la que se
observaba cuando no circulaba corriente. Este es el fenómeno de partida que permite
asociar una fuerza adicional sobre el conductor cuando circula una corriente por él.

2. La utilización de una balanza electrónica implica que casi no se modifica la
posición relativa del conductor respecto del imán. Esto mejora la tarea ya que no se
necesita usar tiempo en restablecer la ubicación relativa original, cada vez que se
realiza una medida.
Se asume que la fuerza, de origen magnético, tiene dirección vertical siempre
que ubiquemos horizontalmente al trozo efectivo de conductor (la parte corta de la
“U”); y que los trozos verticales de conductor que se fijan al soporte, reciben fuerzas
magnéticas horizontales de sentidos opuestos, de modo que en una primera
aproximación no las consideraremos.
Procedimiento:
Armar el dispositivo tal como muestran las siguientes figuras:
Luego de tener el dispositivo armado comenzamos las mediciones.
1. Cerrar el circuito utilizando el primer conductor de longitud 0,008m.
2. Variar la intensidad de salida de la fuente hasta que en la balanza se pueda
notar una variación en la masa, tomando ese dato como el inicial y registrar en
la tabla.
3. Volver a variar la intensidad de corriente y registrar los valores hasta completar
la tabla de datos.
4. Reemplazar el conductor de longitud 0,008m por el conductor de 0,01m y
repetir 2. Y 3.

3. Tablas de datos:
l (m) I (A) m (Kg) F (N)
0,008 2,1 4,00E-04 3,92E-03
0,008 2,4 5,00E-04 4,90E-03
0,008 2,9 6,00E-04 5,88E-03
0,008 3,1 7,00E-04 6,86E-03
0,008 3,4 8,00E-04 7,84E-03
0,008 3,9 9,00E-04 8,82E-03
0,008 4,3 1,00E-03 9,80E-03
0,008 4,8 1,10E-03 1,08E-02
0,008 5,0 1,20E-03 1,18E-02
l (m) I (A) m (Kg) F (N)
0,01 2,3 5,00E-04 4,90E-03
0,01 2,8 6,00E-04 5,88E-03
0,01 3,1 7,00E-04 6,86E-03
0,01 3,3 8,00E-04 7,84E-03
0,01 3,7 9,00E-04 8,82E-03
0,01 4,0 1,00E-03 9,80E-03
0,01 4,4 1,10E-03 1,08E-02
0,01 4,7 1,20E-03 1,18E-02
0,01 5,0 1,30E-03 1,27E-02
Gráficas:
1.
F = 0,002I - 0,001
R² = 0,992
0.00E+00
2.00E-03
4.00E-03
6.00E-03
8.00E-03
1.00E-02
1.20E-02
1.40E-02
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
F(N)
I (A)

4. 2.
Conclusiones:
En las representaciones gráficas podemos observar que el módulo de la fuerza
magnética y el valor de la intensidad guardan una relación de proporcionalidad
directa.
El valor de la pendiente de cada una de las gráficas nos brinda el módulo del
campo magnético generado por los imanes. En la gráfica Nº 1 el módulo de
campo magnético es de 0,002T. En la gráfica Nº 2 el módulo de campo
magnético es de 0,003T.
Con los datos del módulo de campo magnético se puede observar que éste
depende de la longitud del conductor, ya que en la gráfica Nº 1 se representa el
módulo de la fuerza magnética en función de la intensidad para un conductor
de longitud de 0,008m y en la gráfica Nº2 se representa el módulo de la fuerza
magnética en función de la intensidad para un conductor de longitud de 0,01m.
F = 0,003I - 0,002
R² = 0,996
0.00E+00
2.00E-03
4.00E-03
6.00E-03
8.00E-03
1.00E-02
1.20E-02
1.40E-02
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
F(N)
I (A)