Este documento describe un experimento para medir el campo magnético terrestre. Se utiliza una bobina con una brújula para superponer un campo magnético generado por la corriente eléctrica sobre el campo magnético terrestre. Al variar la intensidad de la corriente, se mide el ángulo resultante de la brújula para determinar la magnitud y dirección del campo magnético terrestre.

1. UNIVERSIDAD DE LA SALLE
CAMPO MAGNETICO TERRESTRE
Lorena Vera Ramírez1, Angie Catalina Lamprea2, Iván Darío Díaz Roa2
RESÚMEN
Mediante esta experiencia es posible determinar la dirección y magnitud del campo
magnético terrestre. Para ello se emplea el campo maganetico de una bobina, que se
superpone al campo terrestre (desconocido). La práctica permite variar la intensidad y
orientación del campo prueba para obtener el campo terrestre.
PALABRAS CLAVES
ABSTRAC
Through this experience may determine the
direction and magnitude of the Earth's
magnetic field. We used the field maganetico a
coil, which overlaps the earth's field (unknown).
The practice can vary the intensity and
orientation of the field test to obtain land.
KEY WORDS
magnético que también interactúa con el movimiento del
fluido para crear un campo magnético secundario.
Juntos, ambos campos son más intensos que el original y
yacen esencialmente a lo largo del eje de rotación de la
Tierra.
OBJETIVOS
Aprender que la tierra es un gigantesco imán.
Comprobar que la corriente eléctrica crea un
campo magnético.
Aplicar conceptos de suma vectorial.
INTRODUCCIÓN
MARCO TEORICO
La Tierra tiene un campo magnético con polos Norte y
Sur. El campo magnético de la Tierra alcanza hasta
36.000 millas en el espacio; El campo magnético de la
Tierra está rodeado por una región llamada la
magnetosfera. La magnetosfera previene que la mayoría
de las partículas del Sol, que se trasladan con el viento
solar, choquen contra la Tierra.
La Tierra posee un poderoso campo magnético, como si
el planeta tuviera un enorme imán en su interior cuyo
polo sur estuviera cerca del polo norte geográfico y
viceversa. Aunque los polos magnéticos terrestres
reciben el nombre de polo norte magnético (próximo al
polo norte geográfico) y polo sur magnético (próximo al
polo sur geográfico), su magnetismo real es el opuesto al
que indican sus nombres.
El efecto dínamo es una teoría geofísica que explica el
origen del campo magnético principal de la Tierra como
una dínamo autoexcitada (o auto-sustentada). En este
mecanismo dínamo el movimiento fluido en el núcleo
exterior de la Tierra mueve el material conductor (hierro
líquido) a través de un campo magnético débil, que ya
existe, y genera una corriente eléctrica (el calor del
decaimiento radiactivo en el núcleo induce el movimiento
convectivo). La corriente eléctrica produce un campo
1. Facultad
2. Facultad
de ingeniería, ingeniería ambiental.
de ingeniería, ingeniería civil.
Las posiciones de los polos magnéticos no son
constantes y muestran notables cambios de año en año.
Cada 960 años, las variaciones en el campo magnético
de la Tierra incluyen el cambio en la dirección del campo
provocado por el desplazamiento de los polos. El campo

2. magnético de la Tierra tiene tendencia a trasladarse
hacia el Oeste a razón de 19 a 24 km por año.1
Hasta 1821 sólo era conocida una forma de magnetismo,
la producida por imanes de hierro. Posteriormente, un
científico danés, Hans Christian Oersted, mientras
demostraba a sus amigos el flujo de una corriente
eléctrica en un alambre, notó que la corriente causaba
que la aguja de una brújula cercana se moviera.
El nuevo fenómeno fue estudiado en Francia por AndréMarie Ampére, quien concluyó que la naturaleza del
magnetismo era muy diferente de la que se creía. Era
básicamente una fuerza entre corrientes eléctricas: dos
corrientes paralelas en la misma dirección se atraen, en
direcciones opuestas se repelen. Los imanes de hierro
son un caso muy especial, que Ampére también fue
capaz de explicar.2
Para realizar la medición experimentalmente del valor del
campo magnético terrestre Bt, se hice interactuar una
brújula con el campo magnético resultante de la
superposición del campo magnético terrestre y el campo
magnético B(i) generado por la corriente que circula por
bobinas de alambre conductor. En el caso particular en
que B(i) es perpendicular a Bt, el campo magnético de la
combinación BR resulta como se indica en la figura 1. La
aguja de una brújula se orientará en la dirección del
campo resultante.
Puesto que el campo magnético B(i) producido por una
corriente eléctrica es proporcional a la intensidad i de la
corriente:
(2)
De la ecuación (1) se deduce:
(3)
Por lo que se espera una relación lineal entre tg q y la
intensidad i de la corriente, a partir de la cual podemos
determinar el campo terrestre Bt. El valor de la constante
k depende de la geometría del sistema de bobinas que
se use en el experimento (espira, solenoide, bobinas de
Helmholtz, etc.).3
METODOLOGÍA
Para el desarrollo de la práctica número 10 acerca de “el
campo magnético terrestre”, para su ejecución, se
procedió de la siguiente manera:
1. En primera instancia se realizó el montaje,
conectando la bobina (instrumento que poseía
una brújula tangente) a una fuente y a un
reóstato de manera que fuese posible variar la
corriente que pasaba por ella.
Bt
Br
θ
Bi

Figura 1. Composición del campo magnético terrestre Bt
y otro perpendicular B(i).
Montaje realizado en la práctica.
2. Seguidamente, se tomó la bobina con cinco
espiras y variando la corriente que circulaba a
través de ella, se midió el ángulo que se
formaba en la brújula. Éste procedimiento se
realizó tres veces en total.
3. En tercera instancia se repitió el anterior
procedimiento, modificándose esta vez el
número de espiaras, ahora para 10 y 15 y en
De la figura 1 vemos que:
(1)
1
http://www.astromia.com/tierraluna/magnetismo.htm
http://carina.fcaglp.unlp.edu.ar/~chacho/archivos/orig
en_CMT.pdf
2
3
http://www.cienciaredcreativa.org/informes/magnetis
mo%201.pdf

3. cada una de ellas, también, se tomaron tres
valores diferentes de corriente (cada uno de
ellos con su respectivo ángulo).
ANÁLISIS DE RESULTADOS
1. Al iniciar el experimento, antes de encender la
fuente de voltaje, se observó que la brújula se
alinea con la línea del campo magnético B de la
Tierra, es decir hacia el norte geográfico o el sur
magnético.
N
B Tierra
90⁰
B Bobina
I (A)
0,63
0,52
1,00

BT (T)
2,21424E-05
2,17811E-05
29
0,5543 2,32178E-05
Datos tomados con espiras N igual a 5
ER (%)
30
31
27
No. N
1 10
2 10
3 10
I (A) θ (grados)
tanθ
BT (T)
ER (%)
0,97
18
0,32491 2,64022E-05
17
0,92
15
0,26794 2,06505E-05
35
0,49
35
0,7002 2,87425E-05
10
 Datos tomados con espiras N igual a 10
I (A)
θ (grados)
tanθ
BT (T)
ER (%)
0,68
0,32
15
30
0,26794
0,57735
2,28952E-05
2,32159E-05
28
27
45
1
0,000025132
Datos tomados con espiras N igual a 15
21
0,2

El promedio en cada una de las espiras, con su
respectivo error relativo, fue:
No. N
1 5
Nótese que para que el campo magnético de la
bobina quedara con un ángulo plano, ella tuvo
que posicionarse en la misma dirección en la
cual fluye el B de la Tierra.
2. Consecutivamente se tomó un número N de
espiras, al encender la fuente y al hacer pasar
corriente por la bobina, se observó que la aguja
de la brújula se deflactó con un ángulo θ entre
ella y el campo magnético B de la bobina.
Así pues, y conociendo que:
10
2,52651E-05
21
3
Vista superior de la bobina, posición de ella en la cual
su campo magnético esta perpendicular a el de la
Tierra.
2,23804E-05
ER (%)
30
2
S
o
tanθ
0,83909
1
E
BOBINA

θ (grados)
40
45
No. N
1 15
2 15
3 15
Posteriormente se dispuso a posicionar la bobina de tal
manera que su campo magnético quedara perpendicular
al de la tierra, así pues, y siguiendo la regla de la mano
derecha, ella se ubicó de la siguiente manera:
W
No. N
1 5
2 5
3 5
Promedio (T)
15
2,37477E-05
25
El promedio total de la experimentación con su
correspondiente error fue:
PROMEDIO TOTAL
2,37977E-05
ER TOTAL (%)
25,6
El orden de magnitud de la componente
horizontal del campo magnético de la Tierra es
de
, el valor experimental coincidió, en
cuanto a magnitud, con el dato teórico; prueba
de ello es el E.R. relativamente bajo que se
obtuvo (25,6%).
o
Los datos tomados para cada una de las tres
diferentes espiras, su respectivo dato
experimental y el error relativo del campo
magnético de la Tierra BT, son:
o
No importa el número de espiras que se tome,
siempre el campo magnético de la Tierra debe
ser el mismo.

4. CONCLUSIONES
 Independientemente del número de espiras tomadas





en la bobina, al momento de analizar los datos, el
campo magnético de la tierra debe ser el mismo.
Si se toman corrientes altas, los datos obtenidos,
aumentan en un alto grado de exactitud, por lo cual
se logra disminuir significativamente el error
porcentual.
Se vio que el campo magnético neto siempre apunta
en una brújula hacia el norte siendo este campo
magnético neto la suma del campo magnético de la
tierra y el campo magnético que se genera en una
bobina es directamente proporcional a este campo.
Comprobamos por medio de la practica el concepto
de campo magnético el cual Es un fenómeno por el
que los materiales ejercen fuerzas de atracción o
repulsión sobre otros materiales.
Se evidencio la variación en los datos para cada una
de las ecuaciones a hallar Y en especial para los
ángulos según los datos calculados y tenidos en
cuenta. El campo magnético que se genera en la
bobina es perpendicular al campo magnético en la
tierra.
La consecución de la mala medición de los ángulos
obtenidos por la brújula, denota un error porcentual
relativamente alto, lo que requerío la repetición del
experimento esta vez con mayor certeza de las
mediciones de los ángulos correspondientes.
BIBLIOGRAFÍA
1. http://www.astromia.com/tierraluna/magnetismo.
htm
2. http://carina.fcaglp.unlp.edu.ar/~chacho/archivos
/origen_CMT.pdf
3. http://www.cienciaredcreativa.org/informes/magn
etismo%201.pdf