Elektromagnetismoa

Eremu magnetikoa

Korronte zuzen batek
jasandako indarra

Korronte-balantza

Espira batek jasandako 
indarra eta momentua

Galbanometroa

Barlow-ren gurpila

Korronte zuzena

Espira

Solenoidea eta
toroidea

Iman baten 
oszilazioak (I)

Iman baten
oszilazioak (II)

Saiakuntza

Erreferentziak

Korronte zuzen batek jasandako indarra atalean ikusi denez, eroale bat errail batzuen gainean ipinita, (eta marruskadurarik gabe irrista dezakeena) eremu magnetiko batek eroaleari indarra egiten dio, eroalean zehar korronte elektriko bat zirkulatzen ari denean. 

Orain ikusiko dugu eremu magnetiko batek disko bati egiten dion indarraren momentua, diskoan, zentrotik ertzera, korronte elektriko bat zirkulatzen ari denean. 

Barlow-ren gurpila kobrezko gurpil bat da, iman baten bi poloen artean kokatuta eta bere ertza merkurio-ontzi batekin kontaktuan. Bateria bat konektatzen bada gurpilaren ardatzaren eta merkurio-ontziaren artean, gurpila biraka hasten da, abiadura angeluar konstantea atzematen duen arte. Abiadura angeluar limite hori korrontearen intentsitatearen proportzionala dela egiaztatuko dugu.

Barlow-ren gurpila itzulgarria da, hau da, kanpo-indar batez birarazten badugu, korronte elektriko bat induzitu egingo da, eta neurtu daiteke. Ondoko orrian, disko bat, motore eta sorgailu elektrikoa, zehazkiago aztertzen da korrontea nola induzitzen den Barlow-ren gurpila birarazten dugunean. 

Oinarri Fisikoak

Eremu magnetikoak egindako indarra

Ardatzetik x distantziara kokatuta dagoen dx korronte zuzen batek jasandako indarra ondokoa da: Bere modulua dF=iB·dx da eta, irudian ikusten denez, eskuinerantz da.

Indar honen momentua diskoaren ardatzarekiko hauxe da: dM=x·dF, eta momentu totala: 

Indar erresultantea F=iBa , non aplikatzen den jakiteko, M momentua zati indarra eginez, a/2 distantzia ematen du, hau da, erradioaren erdiko puntua, irudiak erakusten duen bezala.

Froga daiteke, (ikus bedi erreferentziak atalean aipatutako artikulua) M momentua ez dela aldatzen, gurpila trinkoa izan beharrean lau besoko eraztun bat bada, gai honen amaierako applet-ean erakusten den bezala

Marruskadura indarra

Diskoaren ardatzean, errodamenduen marruskaduraren eraginez, momentu bat eragiten da. Momentu hau, abiadura angeluarraren proportzionala dela suposa daiteke (Petroff-en legea).

Proportzionaltasun-konstantea ezberdina izango da ardatzaren erradioaren arabera, olio lubrifikatzailearen biskositatearen arabera, etab. 

Higidura-ekuazioa

Solido zurrun baten higidura-ekuazioa, ardatz finko baten inguruan biratzen duenean, hau da:

Hemen I₀ gurpilaren inertzia-momentua da. Ekuazio hau integratuz, (hasierako baldintzak t=0, w =0) gurpilaren w abiadura angeluarra lortzen da, edozein  t aldiunetan.

Abiadura angeluarra hazi egiten da zerotik balio limite konstante bateraino:

Berriro integratuz, gurpilak biratutako q  angelua lortuko dugu, denboraren menpe.

Egoera egonkorra atzematen denean (esponentzialaren balioak zerora jotzen du), abiadura angeluarrak balio konstante batera jotzen du ere, eta angelua denboraren proportzionala da. Antzeko egoera bat gertatzen da esfera bat fluido likatsu batean erortzen ari denean.

Neurketa esperimental errealek erakusten dute egoera egonkorra berehala atzematen dela, eta beraz, biratutako angeluaren eta denboraren artean erlazio lineala ematen da. Simulazioan k-ren balio txikia hartu da, honela hasierako pausagunetik egoera egonkorrera heldu arteko eboluzioa hobeto ikusten da.

Saiakuntza

Applet-ean simulatu den kobrezko diskoaren neurriak hauek dira: erradioa 10 cm eta lodiera 1 cm. Kobrearen dentsitatea 8.93 g/cm³ denez, bere masa eta inertzia-momentua honakoak dira:

m=8.93·10³·p ·(0.1)²·0.001=0.280 kg, 

I₀=ma²/2=0.280·(0.1)²/2=0.001403 kgm².

Programak marruskadura-momentuaren konstantea finkatzen du, baina balio aleatorioa aukeratzen du.

Ondoko parametroak idatzi egin behar dira:

• Eremu magnetikoa kontrolean, eremu magnetikoaren intentsitatea, B, esperimentu osoan finko mantentzen da.

• Intentsitatea kontrolean, korrontearen intentsitatea, aldatzen joango garena.

Abiadura angeluar limitea atzematen denean, (abiadura angeluarraren balioa aldatzen ez denean) Datuak botoia klikatu. Applet-aren ezkerraldean testu formatuan, datuen bikotea idazten da: intentsitatea eta abiadura angeluar limitea. Behin eta berriz errepikatu esperimentua intentsitate ezberdinekin eta datuak gorde (gutxienez lau aldiz).

Datu-kopurua nahikoa denean Grafikoa botoia klikatu.

Programak grafiko bat irudikatzen du datu-bikote esperimentalekin. Datu horietara hobeen doitzen den zuzenaren ekuazioa kalkulatzen du, eta zuzenaren maldaren balioa erabiliz, eta kalkulagailuaz, k konstantearen balioa lor daiteke. Bukatzeko programak berak kalkulatu duenarekin konpara daiteke (leihatilaren goiko eskumako aldean dago idatzita). Diskoaren a erradioa 10 cm da. 

Grafikoak ondo erakusten du abiadura angeluar limitea, w _¥ , eta korrontearen intentsitatea, i,  elkarren proportzionalak direla.

Adibidea:

Har bedi B = 0.1 T

Korrontearen i intentsitateari ondoko balioak emanda, ondorengo w_¥ abiadura angeluar limiteak lortzen dira.

Doiketa-zuzenaren malda hau ateratzen da: 0.166 (A^.s)^-1

Eta marruskadura-indarraren momentuaren k proportzionaltasun konstantea: