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I. INTRODUCCIÓN: Uno de los fenómenos naturales más abundantes en la tierra son las tormentas eléctricas. La descarga eléctrica o chispa eléctrica que llega a tierra recibe el nombre de rayo y la chispa que va de una nube a otra, se llama relámpago, aunque normalmente los dos son usados como sinónimos del mismo fenómeno. La aparición del rayo es solo momentánea, seguida a los pocos momentos por un trueno causado por la expansión brusca del aire que rodea al rayo debido al aumento de la temperatura. Los fenómenos eléctricos son estudiados por la electrostática, rama de la Física, que estudia las cargas eléctricas en reposo, las fuerzas que se ejercen entre ellas y su comportamiento al interior de los materiales. Es importante considerar que la electricidad y el magnetismo están estrechamente relacionados y que a partir de 1820, con la experiencia de Hans Christian Oersted, con corrientes eléctricas, se inicia el electromagnetismo, rama de la Física que estudia la relación entre ambos fenómenos. Sin embargo, en este tema estudiaremos inicialmente los fenómenos eléctricos a modo de introducción al electromagnetismo. Al estudiar este tema, conocerás acerca de las cargas eléctricas, las fuerzas que intervienen en la interacción entre ellas a través del campo eléctrico, cómo se relacionan con la materia, cómo se comportan en presencia

laboratorio nª11

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I. INTRODUCCIN:Uno de los fenmenos naturales ms abundantes en la tierra son las tormentas elctricas. La descarga elctrica o chispa elctrica que llega a tierra recibe el nombre de rayo y la chispa que va de una nube a otra, se llama relmpago, aunque normalmente los dos son usados como sinnimos del mismo fenmeno. La aparicin del rayo es solo momentnea, seguida a los pocos momentos por un trueno causado por la expansin brusca del aire que rodea al rayo debido al aumento de la temperatura. Los fenmenos elctricos son estudiados por la electrosttica, rama de la Fsica, que estudia las cargas elctricas en reposo, las fuerzas que se ejercen entre ellas y su comportamiento al interior de los materiales. Es importante considerar que la electricidad y el magnetismo estn estrechamente relacionados y que a partir de 1820, con la experiencia de Hans Christian Oersted, con corrientes elctricas, se inicia el electromagnetismo, rama de la Fsica que estudia la relacin entre ambos fenmenos. Sin embargo, en este tema estudiaremos inicialmente los fenmenos elctricos a modo de introduccin al electromagnetismo.Al estudiar este tema, conocers acerca de las cargas elctricas, las fuerzas que intervienen en la interaccin entre ellas a travs del campo elctrico, cmo se relacionan con la materia, cmo se comportan en presencia de un campo magntico y cmo podemos cuantificar y describir los fenmenos asociados.

II. OBJETIVOS: Comprender el comportamiento fsico de los multipolos magnticos. Analizar y crear un modelo terico para el clculo de la velocidad de cada de un multipolo..

III. MARCO TERICO:Adems de curvar correctamente la trayectoria de los protones, es tambin preciso focalizarlos. En efecto, dado que los protones se repelen entre ellos, el haz de protones tiende a diverger y por tanto a chocar con las paredes interiores del tubo. La consiguiente deposicin de energa podra causar la prdida de las condiciones de superconductividade en el imn ("quench").Fig. 01: Posicionamiento de un multipolos

Esta focalizacin se consigue con cuadrupolos magnticos, los cuales actan sobre el haz de partculas cargadas (protones en este caso) de la misma forma que las lentes lo hacen sobre la luz (por eso se habla de "ptica magntica").s, imaginemos que las partculas positivas (protones en el LHC) vienen desde la derecha de la imagen.El primer cuadrupolo toma el control sobre la direccin horizontal del haz contrayndolo, mientras que el segundo cuadrupolo hace lo propio con la direccin vertical.As, los dos cuadrupolos trabajando conjuntamente mantienen a los protones estrechamente empaquetados para que el mayor nmero de colisiones pueda ocurrir.Los que focalizan en el plano horizontal son llamados QF y los que lo hacen en el vertical son referidos como QD. En los arcos la mquina contiene alternadamente cuadrupolos QF y QD, por lo que el efecto global es mantener el haz enfocado.El efecto alternativo de focalizacin provoca en los protones una oscilacin alrededor del centro del tubo. El nmero de oscilaciones por vuelta es conocido como Q o "tune" (afinacin).Hay un total de 858 cuadrupolos magnticos.Adems, otra serie de multipolos ayudan en la focalizacin y aseguran las correcciones necesarias debidas a otras interacciones como la gravitatoria sobre los protones, la electromagnticas entre paquetes, las creadas por nubes de electrones que se asocian desde las paredes de los tubos, etc.Sextupolo, tienen por funcin corregir la cromaticidad, es decir corrige a las partculas con energas diferentes a la nominal.

Fig. 03: OctupoloFig. 02: Sextupolo

La figura siguiente muestra el agrupamento multipolar magntico bsico (FODO-cell), de 110 m , en el LHC.Los dipolos y cuadrupolos mantienen en rbitas estables a los protones con la energa correcta, mientras que los sextupolos corrigen las trayectorias de los protones que tienen energas ligeramente diferentes a la deseada. Los otros multipolos compensan las imperfecciones del campo magntico.Fig. 04: agrupamiento multipolar magntico bsico

IV. MATERIALES 1 Sensor GLX de corriente y voltaje. Imanes. 3 Bobinas elctricas. Multmetros. 1 Imn giratorio. 1 Sistema de dipolo magnticos.

V. PROCEDIMIENTOS: En un primer momento se procedi a sacar los equipos para realizar el laboratorio. Seguidamente se dio la explicacin indicada y proyectada al laboratorio realizado. Continuamos con las conexiones de los materiales y equipos. Luego se realizaron las pruebas correspondientes para iniciar a apuntar los datos. Pero antes de tomar los datos realizamos una comprobacin y una explicacin de unos equipos, la meta era comprender porque reaccionaban con ese comportamiento, esto estar ms detallado en los anlisis. Inmediatamente despus se procedi a la toma de datos correspondientes de los imanes, la meta es tomar su distancia y comprobarlo con los resultados de la teora. Para finalizar se tomaron las fotos respectivas del laboratorio, con mucho detalle.

VI. ANLISIS:LV(0) = V0

Sol.

Donde es la distancia del origen (centro de los dos dipolos) al punto en el cual queremos calcular el potencial.Para una distribucin lineal de carga:

Donde:

VII. CONCLUSIONES:1. Los imanes de barra tienen dos polos. Producen campos magnticos dipolares.2. Los campos magnticos pueden tener ms de dos polos, los campos cuadrpolos tienen cuatro.3. En la que intervienen conjuntamente magnetismo y electricidad se dice que es accin electromagntica.

VIII. RECOMENDACIONES se debe de tomar mucha atencin a las explicaciones del profesor. El laboratorio se debe de realizar con mucha seriedad y mucho orden. La toma de datos deben de ser precisos y coherentes en el laboratorio. Todos los equipos deben de tener un tratamiento adecuado para su cuidado. Al finalizar, los equipos deben estar limpios y tambin debemos dejarlos muy ordenados.

IX. ANEXOS :

Fig.01: Se observa un sistema vertical de dipolos magnticosFig.02: Se observa una induccin de corriente.

Fig.03: Se observa la medicin de los espacios de los imanes.

X. BIBLIOGRAFIA:1. M.I.T..Campo Magntico. Editorial Reverte.622p.p.

2. Norma CADAFE. Aplicacin de Equipos Tipo Magnticos. Especificaciones. Cdigo: NT-DV-05-08-005-04.