Presentación por José Quiles Hoyo Fuerzas magnéticas Introducción Fuerza magnética sobre cargas en movimiento Fuerza sobre una corriente Acción de un campo

Presentación por José Quiles Hoyo

Fuerzas magnéticasFuerzas magnéticasFuerzas magnéticasFuerzas magnéticas

• Introducción

• Fuerza magnética sobre cargas en movimiento

• Fuerza sobre una corriente

• Acción de un campo magnético sobre una espira plana. Momento magnético

• Efecto Hall

Más


Introducción. Campo magnéticoIntroducción. Campo magnéticoIntroducción. Campo magnéticoIntroducción. Campo magnético

• Imanes: Se atraen o repelen entre sí, de manera similar a las cargas eléctricas

• Polos de un imán: polo norte y polo sur. (análogos a las cargas + y -)


Introducción. Campo magnéticoIntroducción. Campo magnéticoIntroducción. Campo magnéticoIntroducción. Campo magnético

Diferencia esencial Magnetismo-Electricidad:Es imposible aislar un polo magnético (monopolo)

En la zona del espacio donde se manifiestan los efectos de los polos magnéticos se dice que hay un Campo Magnético (B)

Los efectos de un B son distintos según se consideren distintas direcciones en el espacio:El Campo Magnético es anisótropo


• Cuando una carga eléctrica q se mueve, con velocidad v, dentro de un campo magnético B, sobre ella aparece una fuerza F que:

– Es proporcional a q y a v

– Se anula cuando v va en una dirección determinada

– Es perpendicular a la dirección anterior y a la de v

– El sentido de F viene definido por la regla de la mano derecha, respecto de la dirección anterior y v

– Es proporcional al seno del ángulo que forman dicha dirección y v

Tipler, capítulo 28, Sección 28.1

Fuerza sobre una carga en movimientoFuerza sobre una carga en movimientoFuerza sobre una carga en movimientoFuerza sobre una carga en movimiento


Fuerza magnética sobre cargas en Fuerza magnética sobre cargas en movimientomovimiento

Fuerza magnética sobre cargas en Fuerza magnética sobre cargas en movimientomovimiento

q

BvF

q BvF

q

U.S.I. B Tesla, Gauss 1 T = 104 G

v

B

Bterrestre 0.56 G

-q

v

B

F

F


EjemploEjemploEjemploEjemplo

x

y

B = 4 T

q1 = 1 nC

v = 106 m/s

v = 106 m/s

37ºq2 = -1 nC

q3 = 1 nC

v = 106 m/s

F

F


Movimiento de una carga puntual en un Movimiento de una carga puntual en un campo magnéticocampo magnético

Movimiento de una carga puntual en un Movimiento de una carga puntual en un campo magnéticocampo magnético

rmv

qvB2

qBmv

r

B

v

mqB

r

F


Movimiento helicoidalMovimiento helicoidalMovimiento helicoidalMovimiento helicoidal

v

v

B

F


Selector de velocidadesSelector de velocidadesSelector de velocidadesSelector de velocidades

qE

qvB

E

- - - - - - -

+ + + + + + +

BE

v

B

v


Espectrógrafo de masasEspectrógrafo de masasEspectrógrafo de masasEspectrógrafo de masas

v

r

Película fotográfica

Selector de velocidadesr

vB

qm

B


CiclotrónCiclotrónCiclotrónCiclotrón

B

V~

c

v

mqB

c

(independiente del radio)

mqBr

vsalida


Fuerza sobre una corrienteFuerza sobre una corrienteFuerza sobre una corrienteFuerza sobre una corriente

BBF

d

dtd

dtd

Para un conductor rectilíneo y uniforme: BF

B

Id

B

dF

d =v dt a

I


Ejemplo de fuerzas sobre corrientesEjemplo de fuerzas sobre corrientesEjemplo de fuerzas sobre corrientesEjemplo de fuerzas sobre corrientes

I

AB

BBF

B

A

d

B

FAB

0d

F = 0

Corriente cerrada y uniforme:

B constante

B


Acción de un campo magnético sobre una Acción de un campo magnético sobre una espira plana. Momento magnéticoespira plana. Momento magnético

Acción de un campo magnético sobre una Acción de un campo magnético sobre una espira plana. Momento magnéticoespira plana. Momento magnético

I

B

0

43

21

F

BbFF

BaFF

I

I

SmI

BmM

)(3 BbaFaM

I

)())(( BSBba

II

Momento magnético

Momento de las fuerzas

a

b

F4

F3

F2

F1

S

m

I

S hacia afuera

I

S hacia dentro

BF

I


Fuerza magnética y momento magnéticoFuerza magnética y momento magnéticoFuerza magnética y momento magnéticoFuerza magnética y momento magnético

I

B

a

b

F4

F3

F2

F1

S

k

kji

BF

BIa

B

aaIaI xyx 00

01

i

kji

BF

IBb

B

bIbI 00

003

y

x

z

k

kji

BSM

BIS

B

SSII xyx 00

0)(


GalvanómetroGalvanómetroGalvanómetroGalvanómetro

N S

ResorteResorte

Núcleo de hierro dulceNúcleo de

hierro dulce

BobinaBobina


Motor eléctricoMotor eléctricoMotor eléctricoMotor eléctrico

N S

+-

F

F

S

seniSBBmM


Efecto Hall con portadores positivosEfecto Hall con portadores positivosEfecto Hall con portadores positivosEfecto Hall con portadores positivos

I

d F

va

EFBvF

q)(q EM

EBv

q)(q

vBddEV HHH BvE

B

J

0

+ -

-VH


0

+ -

VH

Efecto Hall con portadores negativosEfecto Hall con portadores negativosEfecto Hall con portadores negativosEfecto Hall con portadores negativos

I

d

B

J

F

va


Fuerza magnética sobre corrientesFuerza magnética sobre corrientesFuerza magnética sobre corrientesFuerza magnética sobre corrientes

i = 3 A

N4818

200

0383i1 ji

kji

BF

200

0912i2

kji

BF

N436 ji

F1

F2 i = 2 A

F3=0

B = -2k T

i = 2 A


densidad atómica

VH

Efecto Hall sobre una cinta metálicaEfecto Hall sobre una cinta metálicaEfecto Hall sobre una cinta metálicaEfecto Hall sobre una cinta metálica

1 mm

a =

2 cm

1.5 T

231002.60635.0

8710

e

C106.1

m

e108.26

m

A

102

200

qnJ

v19

328

25

ea

VH = vaBa =

= 8.261028 e-/m3

= 7.5610-4 m/s

200 A

Ar

Ae NVA

VN

Vn

1n

22.7 V

densidad electrónica

nº de electrones libres por átomo

F


Momento magnético en una espiraMomento magnético en una espiraMomento magnético en una espiraMomento magnético en una espira

30º

I

z

y

x

x

y

60ºS

)cossen(NS jiSm

I

kjjiBmM

NSB23

B21

23

NS II

ji

21

23

NSI

B = Bj


Fuerza magnética sobre una espiraFuerza magnética sobre una espiraFuerza magnética sobre una espiraFuerza magnética sobre una espira

ba

c

x

y

z

I

BF

I

ijjkBaF

bBBcba III

ijkF

bBbBb II

0 jjF

cBc I

iiSm

cb21

)(cb21

III

kjiBmM

cbB21

Bcb21

II

B = Bj

Tema siguiente

Documents

Presentación por José Quiles Hoyo Fuerzas magnéticas Introducción Fuerza magnética sobre cargas en movimiento Fuerza sobre una corriente Acción de un campo