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ELECTROMAGNETISMO (II) CAMPO MAGNTICO

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Corriente elctrica

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Ley de Ohm Aplicamos una diferencia de potencial V A -V B entre dos puntos de un conductor. Las cargas se aceleran, provocando una intensidad de corriente proporcional a la ddp. R = resistencia del conductor

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Imanes POLOS DE UN IMN Una aguja magntica que puede oscilar libremente sobre su apoyo se orienta siempre en una direccin que aproximadamente corresponde al norte geogrfico. Al extremo de la aguja que seala el norte geogrfico se la llama POLO NORTE del imn. Al otro extremo, POLO SUR. IMN: cuerpo que posee la propiedad de atraer trozos de hierro Imn natural: magnetita Imanes artificiales

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Campo magntico creado por un imn Un imn altera el espacio que lo rodea apareciendo una nueva propiedad: los trozos de hierro son atrados y las limaduras de hierro se orientan siguiendo las lneas de induccin o de campo B. Las limaduras de hierro se van orientando hasta que finalmente quedan dibujadas las lneas del campo magntico Las lneas de B salen del polo N y entran por el polo S. Son lneas cerradas.

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Cada vez que partimos un imn, se genera un nuevo imn con su polo N (por donde salen las lneas de B) y su polo S (por donde entran las lneas de B). No podemos aislar los polos de un imn Qu pasa al partir un imn? 6

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Por qu no se pueden conseguir imanes con un solo polo? Un material magntico puede considerarse como un conjunto de dipolos magnticos, cada uno con su polo N y S Microscpicamente, cada dipolo es realmente una espira de corriente que no puede dividirse en polos individuales Una espira siempre tiene un polo N y un polo S: por una cara entra B y por otra sale. No se puede obtener un polo N o S aislado =Imn elemental correspondiente a un tomo

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Las cargas en movimiento: fuentes del campo magntico Tras el experimento de Oersted queda demostrado que lo que origina un campo B son las cargas en movimiento y, por tanto, las corrientes elctricas. En el interior de la materia existen pequeas corrientes cerradas debidas al movimiento de los electrones que contienen los tomos, cada una de ellas origina un microscpico imn o dipolo. Cuando estos pequeos imanes estn orientados en todas direcciones sus efectos se anulan mutuamente y el material no presenta propiedades magnticas; en cambio si todos los imanes se alinean actan como un nico imn y en ese caso decimos que la sustancia se ha magnetizado.

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Lneas de campo magntico creado por una corriente rectilnea

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Campo B creado por una espira circular de corriente En el centro de la espira: Las lneas salen por una cara (cara Norte) y entran por la otra (cara Sur)

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Experimento para hacer en casa: caras de una espira Cara SUR de la espiraCara NORTE de la espira Toma una hoja transparente o de papel vegetal. Por una de las caras dibuja una espira, con la corriente girando en una direccin. Despus dibuja la espira por el anverso (tal como se transparenta). Depende de por qu lado la mires, vers la cara norte o sur de la espira. Pero nunca podrs obtener una espira que tenga dos caras N o S.

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Campo magntico creado por un solenoide Desempea en el magnetismo un papel anlogo al de un condensador de placas paralelas, ya que el campo magntico es un interior es intenso y uniforme. Solenoide: alambre arrollado en forma de hlice con espiras entre s. Se puede considerar como una serie de espiras circulares muy prximas situadas paralelamente que transportan la misma corriente.

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Fuerza de Lorentz Una partcula que se mueve en un campo magntico experimenta una fuerza. El resultado de un producto vectorial es un vector de: mdulo igual al producto de los mdulos por el seno del ngulo comprendido: F m = q v B sen direccin perpendicular al plano formado por los vectores velocidad v y campo B el sentido se obtiene por la denominada regla del sacacorchos

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Fuerza de Lorentz Para obtener la direccin y el sentido de la fuerza que acta sobre la carga "Regla de la mano izquierda" Si colocamos los dedos de la mano izquierda pulgar, ndice y medio, abiertos y perpendiculares entre s, cada uno de ellos seala uno de los vectores:

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Movimiento de una carga en un campo B Si la carga se mueve paralela al campo B F m = 0 La carga sigue con MRU La fuerza magntica que acta sobre una partcula cargada es siempre perpendicular a la velocidad de la partcula. Por tanto la fuerza magntica modifica la direccin de la velocidad, pero no su mdulo. Los campos magnticos no realizan trabajo sobre las partculas y no modifican su energa cintica. Si la velocidad de la partcula es perpendicular a un campo magntico uniforme, la partcula se mueve describiendo una rbita circular.

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Partcula cargada que entra en un campo magntico uniforme con una velocidad que no es perpendicular a B. La velocidad de la partcula puede resolverse en dos componentes, v // paralela a B y v perpendicular a B. El movimiento debido a la componente perpendicular es el mismo que hemos visto anteriormente. La componente de la velocidad paralela a B no se afecta por el campo magntico, y por tanto, permanece constante. La trayectoria de la partcula es una hlice Movimiento en un campo B

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Movimiento en campos E y B cruzados: Desviacin nula de la partcula Una carga elctrica se mueve con velocidad v 0 desconocida a lo largo del eje horizontal X. Buscaremos las intensidades y los sentidos de los campos elctrico y magntico que hacen que la partcula se mueva a lo largo del eje X sin desviarse. El campo elctrico ejerce una fuerza F e = q E El campo magntico ejerce una fuerza F m = q (v x B) Las partculas no se desvan si ambas fuerzas son iguales y de sentido contrario: F e = F m q E = q v Bv = E/B

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Fuerza sobre un conductor rectilneo Cuando por un alambre situado en el interior de un campo magntico circula una corriente, existe una fuerza que se ejerce sobre el conductor que es simplemente la suma de las fuerzas magnticas sobre las partculas cargadas cuyo movimiento produce la corriente.

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Fuerza ejercida por un campo B sobre un conductor rectilneo: Ley de Laplace Fuerza que ejerce el campo magntico B sobre un portador de carga positivo q Fuerza sobre todos los portadores (nSL) de carga contenidos en la longitud L del conducto El vector unitario ut tiene la misma direccin y sentido que el vector velocidad, o el sentido en el que se mueven los portadores de carga positiva.

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Fuerzas entre corrientes paralelas Tomando el primer hilo, con una corriente elctrica I 1, crear en un hilo conductor, situado paralela-mente a una distancia d de l, un campo que ser: Este hilo segundo por el cual circula una corriente experimentar una fuerza por estar sometido a este campo. Esta fuerza es: La fuerza por unidad de longitud ser:

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Conclusin Dos corrientes paralelas por las que circula una corriente se atraern si las corrientes circulan en el mismo sentido, mientras que si las corrientes circulan en sentidos opuestos se repelen. Definicin de amperio Un amperio es la intensidad de corriente que, circulando en el mismo sentido por dos conductores paralelos muy largos separados por un metro (d=1 m), producen una fuerza atractiva mutua de 210 -7 N por cada metro de conductor.

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En equilibrio, F e = F m qE = qvB E =vB Como, E = V / x V= E x = vBL (fem inducida) V = vBL