ELECTROMAGNETISMO EL CAMPO ELECTROMAGNETICO

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ELECTROMAGNETISMO EL CAMPO ELECTROMAGNETICO Powered By Docstoc
					 ELECTROMAGNETISMO. EL

CAMPO ELECTROMAGNÉTICO
     Autor: Luis Cordero Vélez

    Profesor de Física y Química

         I.E.SO. San Ginés
             INTRODUCCIÓN


Unidad dirigida a alumnos de 2º Bachillerato.
Unidad dedicada al electromagnetismo, desde lo
imanes, pasando por el concepto de campo
magnético, hasta las fuerzas asociadas al
elctromagnetismo.
Complementa otras unidades como las dedicadas
al campo eléctrico, al gravitatorio y, sobre todo, la
unidad de inducción elctromagnética.
                        ÍNDICE
•   Propiedades de los imanes.
•   Desarrollo del electromagnetismo.
•   Tipos de sustancias.
•   Campo magnético.
•   Inducción electromagnética.
•   Campo magnético creado por un elemento de corriente.
•   Campo magnético creado por una corriente recta e
    indefinida
•   Campo creado por una corriente circular.
•   Fuerza sobre una carga móvil.
•   Fuerzas magnéticas sobre corrientes eléctricas.
•   Fuerzas entre corrientes rectilíneas.
    PROPIEDADES DE LOS IMANES
   Todo imán presenta la máxima atracción en los
    extremos, denominados polos magnéticos.
   Un imán tiene dos polos, denominados Norte y
    Sur.
   Los polos, aunque distintos no se pueden
    separar.
   Los polos del mismo nombre se repelen y los
    polos de distinto nombre se atraen.
            DESARROLLO DEL
          ELECTROMAGNETISMO
   Ampère, con sus teorías basadas en las experiencias
    de Oersted y Faraday asentó los fundamentos del
    electromagnetismo:
       Cargas eléctricas en movimiento producen una
        interacción de tipo electromagnético, además de la
        interacción eléctrica.
       Toda carga eléctrica en movimiento produce un campo
        magnético.
       Un campo magnético, actúa sobre cargas solamente
        cuando estas están en movimiento, y se cumplen
        además ciertas condiciones.
       Se dice que en un punto existe un campo magnético
        sin una carga móvil colocada en él experimenta una
        fuerza.
       TIPOS DE SUSTANCIAS
•   Sustancias ferromagnéticas, son fuertemente
    atraídas por un imán y fácilmente imantables.
    Se admite que estas sustancias constan de
    pequeñas regiones en las cuales todos los
    átomos tienen la misma orientación,
    denominadas dominios magnéticos.
•   Sustancias paramagnéticas, son atraídas
    débilmente por un imán y prácticamente no se
    imantan.
•   Sustancias diamagnéticas, son repelidas
    débilmente por un imán.
          CAMPO MAGNÉTICO
•   Existe un campo magnético en un punto si
    una carga de prueba que se mueve con una
    velocidad por ese punto es desviada
    lateralmente por una fuerza.
•   Esta fuerza depende de la velocidad.
         ∣F∣= q⋅ v× B   F=q⋅v⋅ B⋅sin
•   La fuerza es perpendicular tanto a v como a
    B.
•   La fuerza sobre la carga positiva tiene sentido
    opuesto al de la fuerza sobre una carga
    negativa.
            INDUCCIÓN
        ELECTROMAGNÉTICA
•   Inducción del campo magnético en un punto
    es la fuerza que ejerce el campo sobre una
    unidad de carga que se mueve con una
    velocidad en dirección perpendicular al
    campo. B = F/q·v
•   La unidad del campo magnético en el SI es el
    tesla (T)
CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR
 UN ELEMENTO DE CORRIENTE
•   La Ley de Biot y Savart establece que si un
    alamabre conduce una corriente, el campo
    magnético en un punto P debido a un elemento
    cumple las siguientes propiedades:
     –   El vector dB es perpendicular a dl.
     –   dB es inversamente proporcional a r2.
     –   dB es proporcional a la intensidad de corriente
         y a dl.
     –   dB es proporcional al seno del ángulo formado
         por los vectores dl y ur.
                                1
                       dB= k ´⋅ 2⋅ dl⋅ sin
                               r
 CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR
UNA CORRIENTE RECTA E INDEFINIDA
•   Es directamente proporcional a la corriente
    que circula por el conductor e inversamente
    proporcional a la distancia.
                         ⋅I
                    B=
                       2⋅ ⋅ d
•   Para indicar la dirección de estas líneas de
    campo se suelen aplicar la regla de la mano
    derecha. Se coge el conductor con la mano
    derecha de manera que el pulgar apunte en el
    sentido de la corriente, los demás dedos
    rodearán el conductor en el mismo sentido de
    giro que lo hacen las líneas de campo.
    CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR
      UNA CORRIENTE CIRCULAR
•   El campo magnético creado en el centro de la
    espira.            ⋅l
                        B=
                             2⋅ r
•   r, es la distancia la centro de la espira y l es la
    longitud de la espira.
•   Para hallar la dirección y sentido de las líneas
    de campo se emplea la regla del sacacorchos.
    La dirección es el eje de la espira y el sentido
    viene dado por el avance de un sacacorchos
    que gira en el mismo sentido de la corriente.
    FUERZA SOBRE UNA CARGA
            MÓVIL.
•   Conocida como Ley de Lorentz:
     –   Si la partícula se mueve en la misma dirección
         del campo, no experimenta ninguna fuerza.
     –   Si la velocidad es perpendicular al campo, se
         observa que la carga está sometida a una
         fuerza magnética perpendicular a la dirección
         del campo y a la de la velocidad.
                    F=q⋅ v× B
•   Para averiguar la dirección y sentido de la
    fuerza magnética se aplica la regla de la mano
    derecha.
    FUERZAS MAGNÉTICAS SOBRE
      CORRIENTES ELÉCTRICAS
•    La fuerza que ejerce un campo magnético
     sobre un conductor rectilíneo depende de la
     intensidad de la corriente, de la longitud del
     conductor y del ángulo que forma el conductor
     con el campo magnético.
                      F=I⋅ l×B
•    La dirección y sentido de esta fuerza vienen
     dados por las reglas descritas para una carga.
•    Si colocamos una espira se produce un par de
     fuerzas que tiende a producir una rotación en
     las espira. M = F·d = I·l·B·d = I·B·S
    FUERZAS ENTRE CORRIENTES
           PARALELAS
•    Dos conductores paralelos e indefinidos por
     los que circulan corrientes del mismo sentido
     se atraen. Dos conductores por los que
     circulan corrientes en sentido contrario se
     repelen.
•    Amperio es la corriente que, circulando dos
     conductores paralelos e indefinidos separados
     una distancia de un metro en el vacío,
     produce sobre cada conductor una fuerza de
     2·10-7N por metro de longitud de conductor.
            LEY DE AMPERE
•   La relación entre el campo magnético que
    rodea a un conductor y la corriente contenida
    dentro de las líneas viene dada por la Ley de
    Ampere.
                     ∮ B⋅dl= ⋅ ⋅I
•   En el sumatorio de las intensidades se deben
    incluir las corrientes enlazadas por el camino
    cerrado.
•   Campo creado en el interior de un solenoide.

                        ⋅ N⋅ I
                     B=
                          l
               BIBLIOGRAFÍA
•   Física 2º Bachillerato, Editorial Bruño.
•   Física 2º Bachillerato, Editorial Santillana.
•   Física 2º Bachillerato, Editorial Anaya.
•   Física 2º Bachillerato, Editorial Vicens-Vives.

				
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