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Magnetita: minerales conocidos en la antigua Grecia, cuya propiedad era la de atraer metales. Minerales conocidos como IMANES

Fuerza Magnética sobre una carga en movimiento

Poseen dos polos Norte y Sur William Gilbert (1544-1603) uno de los primeros en usar las denominaciones N y S, pues la Tierra se comporta como un gran IMAN

El polo magnetico no tiene existencia real en forma independiente. Como sucede con la carga electrica

Todo cuerpo magnetizado presenta dos polos N y S de igual intensidad y opuestos

Fuerza magnética -

Fuerza magnética Sea una carga en movimiento en una región donde existe campo magnético Campo induccion magnetico

Campo saliente

Campo entrante

• a) Fm es tanto mayor cuanto mayor es la magnitud de la carga q y su sentido depende del signo de la carga. • b) Fm es tanto mayor cuanto mayor es la velocidad v de la carga q. • c) Fm se hace máxima cuando la carga se mueve en una dirección perpendicular a las líneas de fuerza y resulta nula cuando se mueve paralelamente a ella. • d) La dirección de la fuerza magnética en un punto resulta perpendicular al plano definido por las líneas de fuerza a nivel de ese punto y por la dirección del movimiento de la carga q, o lo que es lo mismo, Fm es perpendicular al plano formado por los vectores B y v.

Diferencias entre Fe y Fm Fuerza Eléctrica

Práctica I

Fuerza Magnética

• En la dirección del campo • Perpendicular al campo magnetico. eléctrico. • Actúa sobre la particula • Actua sobre la particula cargada independientemente cargada solo si esta en movimiento de la velocidad • Asociada con un B • Realiza trabajo al desplazar la estacionario, no realiza particula

trabajo cuando se desplaza la perticula cargada.

Cual es la dirección de la Fm?

1234567-

Hacia arriba Hacia abajo Hacia la izq Hacia la der Entrante a la pag Saliente a la pag No hay fuerza

Entrante a la pagina

Práctica II

Trabajo realizado por la Fm

Cual es la dirección de la Fm?

dW

1234567-

Hacia arriba Hacia abajo Hacia la izq Hacia la der Entrante a la pag Saliente a la pag No hay fuerza

G G Fm .dl

G G G (q.v š B ).dl

G G G (q.v š B ).v dt

0

La Fm tiene direccion perpendicular al plano determinado por v y B. Por lo tanto el producto escalar entre la Fm y v es igual a cero.

Hacia arriba

Fuerza magnética sobre un conductor con corriente i

Velocidad perpendicular al campo sen 90°=1

Movimiento circular uniforme

K F

K

³ Idl š

K

E

Periodo del movimiento

Fuerza magnetica sobre un conductor

K F

K

³ Idl š

K

E

Conductor por el que circula una corriente electrica, suspendido verticalmente entre los polos de un iman

Conductores paralelos Consideremos dos conductores paralelos por los cuales circulan corrientes en la misma dirección Los conductores ejercen fuerzas

I1 crea un campo entrante al plano sobre I2. Esto da lugar a una fuerza hacia la izquierda I2 crea un campo saliente al plano sobre I1. Esto da lugar a una fuerza hacia la derecha

•De atracción entre sí •De repulsión entre sí •No existe fuerza neta Se ejercen fuerzas de atracción entre si

Definición de Ampere •El Ampere es la intensidad de corriente que circula por dos conductores sección circular, rectilíneos, paralelos y de longitud infinita separados entre sí 1 m en el vacío que producirá una fuerza magnética entre ellos de 2 * 10 -7 Nw por metro de longitud de cada uno de los hilos.

F

P0 I 2 . .L 2S a

I=1 A;

I2 2.10  7. .L 1

Nj

a=1m

Momento de una fuerza sobre una espira con corriente

Fuerza neta igual a cero

Ⱥ-7

Torque B l

l

90°

F2=-IaB.(-sen(90))=-IaB(-1)

-90° B

F4=IaB.sen(-90)=IaB(-1)

Aplicaciones: selector de velocidades Momento dipolar magnetico

Torque

Para seleccionar particulas cargadas a una determinada velocidad Ingresa a una region donde existen E y B. La velocidad es constante

Espectrografo de masa

El ciclotron

d=D2-D1=2(r2-r1)

Distancia entre dos marcas efectuadas por particulas de diferentes masas. Significa que tenemos isotopos de un elemento quimico

1 J=1.2 *10(18) eV

Efecto Hall Conductor con forma de tira plana. La corriente circula en la direccion x El conductor esta en una region donde existe un campo magnetico en la direccion y. La Fm que actua sobre cada portador ,tiene direccion z. Si los portadores de carga son positivos, se Mueven en la direccion x, experimentara una Fm hacia arriba. qvd x B. Esto produce una acumulacion de cargas + en el borde superior y deja un exceso de cargas – en el borde inferior. Los portadores de carga dejaran de ser desviados cuando los extremos esten cargados por completo. En este momento la Fe = Fm Midiendo la polaridad del voltaje Hall se puede determinar el signo de los portadores de carga

d

En el equilibrio

EH campo Hall

Voltaje Hall Velocidad de deriva media

n densidad de cargas n densidad de cargas A seccion del conductor=td Coeficiente Hall n numero de electrones de valencia

Fuentes de Campo magnetico

Ley de Biot-Savart

r: distancia entre el ds del conductor y el punto P

Corriente circulando en un conductor

Ejemplo

•El vector dB es perpenddicular a ds y r. •dB inversamente proporcional al cuadrado de r. •dB proporcional a la corrientey la longitud del conductor •dB proporcional al sen ș. (angulo determinado por ds y r)

Ley de Gauss para campos de inducción magnética

Ley de Ampere Pregunta La integral curvilínea cerrada de B es igual a 1- un valor positivo 2- un valor negativo 3- cero

cero

Ejemplos

Solenoide

r>R I2=J.S2=J.Ⱥ.r2

J=I/Ⱥ.R2

r