Caracterización del campo magnético de un imán mediante medidas en superficies

Abstract

En la siguiente memoria se va a caracterizar el campo magnético de un imán mediante la toma de medidas en una superficie suave cercana. El objetivo es obtener el valor del campo generado por un imán en cualquier punto del espacio, simplemente tomando medidas de éste en la superficie de una esfera que lo envuelve.

Para comenzar, se realizará una breve introducción que justifica la realización de este trabajo y una explicación teórica sobre los conceptos que sustentan el mismo.

Seguidamente, el estudio realizado se dividirá en dos partes. La primera será una etapa experimental realizada en los laboratorios de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Sevilla. Se llevarán a cabo las mediciones necesarias para poder ejecutar el proyecto, utilizando para ello el material aportado por la propia universidad. La segunda etapa corresponde al cálculo del campo magnético mediante un software de resolución por elementos finitos y la comparación de los resultados obtenidos con los experimentales. En esta etapa se darán varios ejemplos para poder comprobar la efectividad del método empleado.

En la última parte del trabajo se expondrá un método alternativo que nos permitirá obtener los mismos resultados, sin la necesidad de usar el software anteriormente mencionado. A partir de las medidas en el laboratorio, realizando cálculos analíticos, se podrá caracterizar el imán, aprovechando la geometría del problema.

Por último, se expondrán las conclusiones de este trabajo y los códigos empleados en su realización.

The following work will describe the process used to characterize the magnetic field of a magnet by taking measurements on a nearby smooth surface. The objective is to obtain the value of the field generated by a magnet at any point in space, simply by taking measurements of the field on the surface of a sphere that surrounds the magnet.

To begin, there will be a brief introduction that justifies the realization of this work and a theoretical explanation about the concepts on which it is sustained.

Next, the study will be divided into two different parts. The first one will be an experimental stage carried out in the laboratories of the Escuela Tecnica Superior de Ingeniería in Seville. In this part, the necessary measurements will be done in order to execute the project, using the material provided by the university itself. The second stage is the calculation of the magnetic field using a finite element resolution software and the comparison of the results obtained with the experimental ones. At this stage, several examples will be given in order to check the effectiveness of the method used.

In the last part of the work, an alternative method will be exposed that will allow us to obtain the same results without needing the software. From the measurements in the laboratory, performing analytical calculations, the magnet can be characterized, taking advantage of the geometry of the problem.

Finally, the conclusions of this work and the codes used to carry it out will be presented.