Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

6. campo magnético

10,033 views

Published on

Published in: Education
  • Be the first to comment

6. campo magnético

  1. 1.  El campo magnético es una propiedad de las partículas cargadas en movimiento que se manifiesta como una fuerza magnética sobre otras partículas cargadas en movimiento.
  2. 2.  El campo magnético se caracteriza por el vector INDUCCIÓN MAGNÉTICA ������. ������ ������ = ������ ������������������������������ = ������ · ������/������ 1 ������ ������������������������������ = 10−4 ������ Tiene la dirección de una aguja magnética en dicho punto. Su sentido es siempre del polo sur al polo norte (convenio).
  3. 3. Las líneas de campo son:› Cerradas› No nacen ni mueren en los polos, pasan por ellos.
  4. 4.  Toda carga en movimiento genera un campo magnético a su alrededor. Experimentalmente, el campo es: ������ ������ ������ × ������������ ������ = · 4������ ������ 2 ������ ������ · ������ · sin ������ ������ = · 4������ ������ 2
  5. 5. ������ ������ ������ × ������������ ������ ������ · ������ · sin ������������ = · ������ = · 4������ ������ 2 4������ ������ 2• q: carga que crea el campo magnético.• v: velocidad de la carga.• ������: ángulo que forman ������ y ������������ .• r: distancia al punto P.• ������: permeabilidad magnética del medio.
  6. 6. Como es un productovectorial ������ × ������������ elcampo magnético seráperpendicular al planoformado por ������ y ������������ .
  7. 7. Expresa la sensibilidad de las sustanciasfrente al magnetismo. ������ = ������������ · ������0
  8. 8.  Diamagnéticos: ������������ ≈ 100 Paramagnéticos: 101 < ������������ < 102 Ferromagnéticos: ������������ > 102
  9. 9.  Una corriente es un conjunto de cargas que se mueven en la misma dirección. I: corriente eléctrica que circula. El sentido se obtiene con la regla de la mano derecha.
  10. 10. a) Calcular el campo magnético creado por una corriente de 2 ������ que circula en sentido positivo del eje x en el punto ������ 1, 2, 0 .b) ¿Qué ocurrirá si se sitúa otra corriente de 3 ������ en sentido positivo del eje y?
  11. 11. a) Aplicamos la ley de Biot y Savart: −7 ������·������ ������ ������������ 4������ · 10 ������ 2 ������ −7������������ = · = · = 2 · 10 ������ 2������ ������ 2������ 2 ������Para calcular la dirección y sentido aplicamosla regla de la mano derecha: ������������ = 2 · 10−7 ������ ������ ������������������������������������������������
  12. 12. b) Repetimos el proceso anterior: −7 ������·������ 4������ · 10 ������ 3 ������������������ = − · ������ = −6 · 10−7 ������ ������ 2������ 1 ������ Para calcular el campo total en el punto P aplicamos el principio de superposición:������������������������������������ = ������������ + ������������ = 2 · 10−7 ������ ������ − 6 · 10−7 ������ ������ ������������������������������������ = −4 · 10−7 ������ ������
  13. 13. ������ ������ ������ = · ������ ������ La dirección es perpendicular al plano de la espira. Para saber el sentido se aplica la regla de la mano derecha (ahora el pulgar es ������) La espira se comporta como un imán
  14. 14. Por una espira circular de 4 cm dediámetro circula una corriente de 250 mA.Halla el valor del campo magnéticocreado en el centro de la espira e indicasu dirección.
  15. 15. Sustituimos los valores: −7 ������·������ ������ ������ 4������ · 10 ������ 0′ 25 ������ ������ = · = · ′ 2 ������ 2 0 04 ������ ������ = 3′ 93 · 10−6 ������El campo magnético tiene direcciónperpendicular al plano de la espira.
  16. 16. Una espira circular es recorrida en elsentido de las agujas del reloj por unacorriente I = 0′ 5 ������. Tangente a ella, en sumismo plano y a su derecha, pasa unconductor rectilíneo muy largo. Determinael sentido y el valor de la corriente quedebe circular por el conductor rectilíneopara que el campo magnético en elcentro de la espira sea nulo.
  17. 17. El campo en el centro de la espira se calculaaplicando el principio de superposición: ������ = ������������ + ������������ = 0 ������0 ������������ ������0 ������������ = · ⟶ ������������ = ������������������ = ������ · 0′ 5 ������ 2 ������ 2������ ������ ������������ = 1′ 57 ������Según la regla de la mano derecha, elcampo creado por la espira en su centro vahacia dentro, por lo tanto, el campo delconductor rectilíneo debe ir hacia fuera.
  18. 18.  Solenoide: conjunto de espiras coaxiales muy próximas e idénticas por las que circula corriente. Cada una de las espiras se comporta como un imán. ������ ������ ������������������������������������ = ������ · · 2 ������ N: número de espiras
  19. 19.  El campo dentro de un solenoide, cerca del eje muy largo ������ ≫ ������ se calcula como: ������ ������ = ������ · ������ · ������ Si estamos en el extremo del solenoide, el campo magnético vale la mitad.
  20. 20.  Electroimán: solenoide con un material ferromagnético en el interior. A este material se le llama núcleo. De esta manera aumenta el campo (queda multiplicado por ������������ ).
  21. 21. Una bobina está formada por 500 espirasenrolladas en torno a un núcleo de hierro de3 cm de radio y ������������ = 2500. Se hace pasar unacorriente de 2 A. Hallar:a) El campo magnético en su centro.b) En qué proporción disminuye el campo si se elimina el núcleo de hierro.
  22. 22. a) Sustituimos datos en la fórmula: ������������ ������0 ������ 2500 · 4������ · 10−7 ������·������ ������ 2 ������������ = ������ · · = 500 · · ′ 2 ������ 2 0 03 ������ ������ = 104′ 72 ������b) Disminuye el valor de ������������ . Por tanto, el valor del campo será 2500 veces menor: ������ = 4′ 19 · 10−2 ������
  23. 23.  Por un solenoide de 600 espiras y 30 cm de longitud circula una corriente de 2 A.a) Calcula el campo magnético en el interior.b) Calcula el nuevo valor del campo si en el interior del solenoide colocamos un núcleo de hierro de ������������ = 1500.
  24. 24. a) Sustituimos datos en la fórmula: ������ −7 ������·������ · 2������ · 600 ������0 = ������0 · ������ · = 4������ · 10 ������ ������ 0′ 3 ������ ������ = 5′ 03 · 10−3 ������b) El campo quedará multiplicado por ������������ : ������ ������ = ������������ · ������0 · ������ · = ������������ · ������0 = 1500 · 5′ 03 · 10−3 ������ ������ ������ = 7′ 54 ������
  25. 25.  Libro página146 › Actividad resuelta 2
  26. 26. ANDRÉ-MARIE AMPÈRE (1775 – 1836)Físico y matemático francés.Demostró en la práctica que una corrienteeléctrica circulando a lo largo de un cableconductor, produce un campo magnético a sualrededor.Formuló la ley-conocida como “Ley de Ampere”.Ampère fue también el primero en llamar a la“corriente” eléctrica por ese nombre.
  27. 27. La circulación de un vector se define como la integraldel vector a lo largo de una trayectoria cerrada. ������ ∥ ������������ ������ = ������ · ������������ = ������ · ������������ = ������ ������������ ������ ������ ������ ������ ������ C = ������ · ������ = 2������������ · ������ = 2������������ · · 2������ ������
  28. 28. HENDRIK ANTOON LORENTZ (1853 – 1928)Físico y matemático holandés.Fue uno de los primeros en formular lasbases de la teoría de la relatividad.Fue ganador del Premio Nobel de Física en1902 por su investigación conjunta sobre lainfluencia del magnetismo en la radiación,originando la radiación electromagnética.
  29. 29.  Si una carga POSITIVA se mueve en el interior de un campo magnético, aparece una fuerza:
  30. 30.  Si, además del campo magnético hay un campo eléctrico, la fuerza total que aparece sobre la carga es la suma de la magnética y la eléctrica:
  31. 31.  Cuando una carga entra en un campo magnético con velocidad ������ aparece una fuerza ������ ⊥ ������ . Esta fuerza ������ es una fuerza centrípeta. ������ = ������������ ������������ 2������ · ������ · ������ · sin ������ = ������ ������ ⊥ ������ ⟹ sin ������ = 1
  32. 32.  Un electrón se mueve a 106 ������/������ en un campo magnético perpendicular de ������ = 2 ������ . Calcula la fuerza que actúa sobre el electrón y el radio de la órbita que describe.
  33. 33. Aplicamos la fórmula de la fuerza de Lorenz ������ ������ ������������ = ������ · ������ × ������ = −1′ 6 · 10−19 ������ · 106 ������/������ 0 0 0 0 2 ������������ = −1′ 6 · 10−19 ������ · −2 ������ · 106 ������/������ ������ = 3′ 2 · 10−13 ������
  34. 34. Calculamos el radio de giro ������ = ������������ ������������ 2 ������ · ������ · ������ · sin ������ = ������ ������ · ������ 9′ 1 · 10−31 ������������ · 106 ������/������������ = = ������ · ������ 1′ 6 · 10−19 ������ · 2 ������ ������ = 2′ 84 · 10−6 ������ ������������������������ℎ������������������������������������
  35. 35.  Libro página 136: › Actividad resuelta 4 (Hacedla con determinante y comprobad el resultado) › Actividad resuelta 5
  36. 36.  Una corriente rectilínea es un movimiento ordenado de cargas. Podemos aplicar la fuerza de Lorentz:������ = ������ · ������ × ������ ������ ������ ������ = ������ = ������ · ������ · × ������ ������ ������ ������������ = → ������ = ������ · ������ ������
  37. 37. ������������ = ������ · ������ · × ������ ������
  38. 38.  Un alambre recto de 50 cm de longitud y 10 g de masa transporta una corriente de intensidad ������. El alambre se coloca horizontalmente y perpendicular a un campo magnético uniforme, también horizontal, de inducción ������ = 0′ 2 ������. Calcula el valor y el sentido de ������ para que el alambre quede suspendido en el aire, sin caer por la acción de la gravedad.
  39. 39.  Para que el alambre quede suspendido su peso debe ser compensado por la fuerza magnética: ������ = ������ → ������������ = ������ · ������ · ������ · sin ������ 2 ������ · ������ 0′ 01 ������������ · 9′ 8 ������/������ I= = = 0′ 98 ������ ������ · ������ 0′ 5 ������ · 0′ 2 ������
  40. 40.  Vamos a ver el sentido de la intensidad: ������ = ������ · ������ ������ ������ ������ ������ · ������ = ������ · ������ 0 0 ������ = ������ · ������ 0 0 ������ ������������ = ������ · −������ · ������ · ������ → ������������ = −������ · ������ · ������ · ������ Para que se cumpla la igualdad, el sentido de la corriente debe ser negativo
  41. 41. Si consideramos laespira como un circuito cerrado formado por cuatro corrientesrectilíneas y analizamos cada una por separado podemos aplicar la Ley de Laplace.
  42. 42. Sobre los lados 2 y 4 las fuerzas se anulan.Sobre 1 y 3 tenemos dos fuerzas antiparalelas que forman un par de fuerzas, lo que hace girar a la espira.
  43. 43. › La espira gira hasta alcanzar la posición de equilibrio ������ ∥ ������ ������ = ������ · ������ × ������› Todos los aparatos eléctricos de medida se basan en este fenómeno (amperímetro, voltímetro…)
  44. 44.  Podemos aplicar la Ley de Laplace: ������ = ������ · ������ × ������ ������ = ������ · ������ · ������ · sin ������ 2 ������21 = ������12������21 = ������2 · ������ · ������1 = ������1 · ������ · ������2
  45. 45. ������21 = ������2 · ������ · ������1 = ������1 · ������ · ������2 ������ ������1 ������21 = ������2 · ������ · · 2������ ������ La fuerza por unidad de longitud: ������������������ ������ ������������ · ������������ = · ������ ������������ ������
  46. 46. ������������������ ������ ������������ · ������������ = · ������ ������������ ������ Cuando las corrientes circulan en el mismosentido se atraen, cuando circulan en sentidos opuestos se repelen.
  47. 47. ������21 ������ · ������ −7 1 2 = 2 · 10 · ������ ������
  48. 48.  Libro página 144: › Actividad resuelta 1 › Actividad resuelta 2
  49. 49. ������ = ������ · ������ · ������ × ������
  50. 50.  La permeabilidad magnética ������ y la permitividad eléctrica ������ dependen del medio. El c. magnético y el eléctrico creados por una carga son proporcionales al valor de la misma y al inverso de la distancia al cuadrado. Las fuerzas eléctricas y magnéticas pueden ser de atracción y repulsión.
  51. 51.  Las líneas de c. magnético son cerradas y las de c. eléctrico son centrales. El c. magnético no es conservativo y no se puede definir un potencial magnético. En el c. magnético los polos no se pueden aislar (no existen monopolos) mientras que en el c. eléctrico podemos aislar las cargas.

×