Guiadecampomagnetico

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Guiadecampomagnetico

  1. 1. . GUÍA DE EJERCICIOS CAMPO MAGNÉTICO INTRODUCCION: Los imanes son fascinantes. Si tomas dos imanes y los aproximas el uno al otro, se pegan repentinamente. Si das vuelta a uno de ellos, se repelen. Un imán se pega a la puerta de un refrigerador, pero no a una sartén de aluminio. Hay imanes de muchas formas y tamaños. Son muy usados en la fabricación de juguetes, se usan en brújulas y forman parte esencial de motores y generadores. El magnetismo es muy común en todo lo que ves, pues es un ingrediente fundamental de la propia luz. El término magnetismo proviene de ciertas piedras metálicas llamadas piedras imán que los antiguos griegos encontraron hace más de 2000 años en la región de Magnesia. En el siglo XII los chinos las usaban para la navegación. En el siglo XVII el físico francés Charles Coulomb demostró que los imanes satisfacían la ley del inverso del cuadrado. Hasta 1820 se pensó que el magnetismo era independiente de la electricidad; en ese año un profesor de física danés llamado Hans Christian Oersted hizo un notable descubrimiento. En el curso de una demostración en clase, Oersted descubrió que una corriente eléctrica desvía la aguja de una brújula. Oersted fue el primero en establecer que el magnetismo estaba relacionado con la electricidad. Este descubrimiento trajo consigo una gran cantidad de adelantos tecnológicos, entre los que se cuentan los generadores eléctricos, la radio y la televisión. A medida que investiguemos el magnetismo, encontraremos que es imposible separar este tema de la electricidad. Por ejemplo, los campos magnéticos afectan las cargas en movimiento, y las cargas en movimiento producen campos magnéticos. La fuente última de todo campo magnético es una corriente eléctrica , ya sea la corriente en un alambre o la que produce el movimiento de cargas en el interior de los átomos y las moléculas.
  2. 2. RESUMEN: La magnitud de la fuerza magnética que actúa sobre una carga, q, que se desplaza con velocidad, v, en un campo magnético, B, es: F = qvB Para determinar la dirección de esta fuerza se aplica la regla de la mano derecha: colóquense los dedos de la mano derecha abierta en la dirección de B y apúntense con el pulgar en la dirección de la velocidad, v. La fuerza, F, que se ejerce sobre una carga positiva está dirigida hacia afuera de la palma de la mano. Si la carga es negativa en vez de positiva, la dirección de la fuerza es opuesta a la fuerza dada por la regla de la mano derecha. La unidad SI de campo magnético es el tesla (T), o wéber por metro cuadrado (Wb/ m ). Otra unidad de campo magnético de uso común es el gauss (G); 1 T = 1x 104 G. 2 Si una partícula con carga se desplaza en un campo magnético uniforme de tal manera que su velocidad inicial es perpendicular al campo, se moverá en una trayectoria circular cuyo plano es perpendicular al campo magnético. El radio, r, de la trayectoria circular es: mv r = qB donde m es la masa de la partícula y q es su carga. La magnitud del campo magnético a la distancia r de un alambre recto y largo que conduce la corriente I es: µ0 I B= 2πr donde µ = 4π x 10-7 Tm/ A es la permeabilidad del espacio libre. Las líneas de campo 0 magnético en torno a un alambre recto y largo son círculos concéntricos con el alambre. La magnitud del campo magnético en el interior de un solenoide es: B=μ 0 nI donde n es el número de vueltas o espiras de alambre por unidad de longitud. Item de selección múltiple 1.- Un alambre recto conduce una corriente eléctrica en sentido sur-norte. Una brújula se encuentra encima del conductor. La brújula apunta hacia el: A) Norte B) sur C) Este D) Oeste E) Noreste 2.- Por un conductor recto circula una corriente eléctrica de intensidad I. La distancia del conductor al punto Q es r, y la intensidad del campo magnético en Q es B. I r Q Si la intensidad de la corriente aumenta a 2 I, y la distancia del conductor al punto Q r disminuye a , entonces la intensidad del campo magnético en el punto Q es: 2 B B A) B) C) B D) 2 B E) 4 B 4 2 3.- Dos solenoides S1 y S2 conducen cada uno una corriente de igual intensidad. La longitud del solenoide S2 es dos veces la de S1 , y ambos tienen igual número de espiras. La intensidad del campo magnético en el interior del solenoide S2 es, comparada con S1: A) Igual B) El doble C) La mitad D) El triple E) Un tercio
  3. 3. 4.- Un electrón con velocidad v penetra perpendicularmente a un campo magnético uniforme, como indica la figura: v La fuerza magnética que se ejerce sobre la carga: A) Apunta hacia arriba. B) Apunta hacia abajo. C) Apunta hacia adentro de la figura. D) Apunta hacia fuera de la figura. E) Es cero. 5.- Dos partículas cargadas y con igual rapidez se desplazan perpendicularmente a un campo magnético uniforme, como muestra la figura. La partícula 1 es un electrón, y la partícula 2 es un positrón (el positrón es la antipartícula del electrón; tiene igual masa pero cargas eléctricas contrarias). 1 2 La trayectoria de las partículas en el interior del campo magnético, es: (1) (2) A) B) C) D) E) Item de desarrollo: 1.- Explique claramente el funcionamiento de la brújula: _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 2.- Explique como se construye un solenoide y un electroimán. Solenoide: _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Electroimán:
  4. 4. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 3.- Un solenoide de 1 m de longitud conduce una corriente eléctrica de 15 A. La intensidad del campo magnético en su interior es 14 mT. Calcula la longitud total del conductor, si las espiras están dispuestas en una única capa y el radio del solenoide es 1,6 cm. 4.- En el centro de una espira circular de radio r por la que circula una corriente eléctrica I, la intensidad del campo magnético es: µI B= 0 2πr Calcula la intensidad del campo magnético en el centro de una espira circular, de radio igual a 7,2 cm, si la intensidad de la corriente eléctrica que circula por ella es de 16 A. 5.- un electrón tiene una rapidez de 3,9 x 107 m/s, y se mueve en forma perpendicular a un campo magnético uniforme de 9,5 x 10-2 T.( q del electrón = 1,6 x 10-19 C, m del electrón = 9,1 x 10-31 Kg.). a) Calcula la fuerza magnética sobre el electrón. b) Calcula el radio de la circunferencia que describe el electrón.

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