Download CAMPO MAGNÉTICO

CAMPO MAGNÉTICO (I)
Campo magnético
• Introducción
• Fuerza ejercida por un campo magnético
• Movimiento de una carga puntual en un campo
magnético
• Par de fuerzas sobre espiras de corriente
• Efecto Hall
Campo Magnético
El campo magnético está originado por corrientes eléctricas, que pueden ser macroscópicas como
las corrientes en hilos o microscópicas asociadas con electrones en órbitas atómicas
Líneas de campo
magnético creadas por un
imán
Líneas de campo
magnético creadas por un
hilo conductor
Campo magnético
terrestre
Líneas de campo
creado por una
espira circular
Fuerza ejercida por un campo magnético
El campo magnético se define en función de la fuerza que ejerce sobre una carga en movimiento
Fuerza sobre una carga en movimiento
Fuerza
eléctrica
Fuerza Magnética
F  qE
Unidades B: Wb m-2 ó T
F  qv  B
B  F  1T  N 1  N
qv
C ms
A m
Resultado
experimental
1 G = 10-4 T
Fuerza de
Lorentz
Fuerza ejercida por un campo magnético
Movimiento de una carga puntual en un campo magnético
Una partícula cargada describe órbita circular en un campo magnético uniforme. El radio de dicha
órbita, se obtiene a partir de la ecuación de la dinámica del movimiento circular uniforme: fuerza igual a
masa por aceleración normal

2 q
 B
T
m
Frecuencia de
Ciclotrón
Movimiento de una carga puntual en un campo magnético
Selector de velocidades
Dispositivo que permite seleccionar la velocidad de un haz de partículas interponiendo campos eléctricos y
magnéticos de forma adecuada
F  qE  qv  B
Una partícula no se desvía cuando F=0
E
v
B
E  v  B
Movimiento de una carga puntual en un campo magnético
El ciclotrón
Inventado en 1934 por Lawrence y Livingston
Fuente de
iones
V
V: Voltaje alterno entre las “des” con una frecuencia igual a la de ciclotrón
Movimiento de una carga puntual en un campo magnético
El espectrómetro de masas
Diseñado por primera vez por F. Williams Aston (1919) para medida de masas de isótopos
1
mv 2  q V
2
Fuerza magnética sobre una corriente
dF  dQv d  B
dQ  nqAdl
v d dQ  v d nqAdl  JAdl  JAdl  Idl

dF  Idl  B
a) Caso particular: B=cte
F
B
A

B 

Idl  B  I   dl   B  I rB  rA  B
 A 
Conductor rectilíneo

F  I l B
Momento sobre una espira de corriente
Criterio para la elección de la
dirección del vector normal
F1  F2  IaB
  F2bsen  IaBbsen   IABsen 
  IABsen   Bsen 

Momento
magnético de
una espira

   B
Torque o momento sobre una
espira de corriente en un
campo magnético
Motor de corriente continua
Efecto Hall
Cuando una placa metálica por la que pasa una corriente I se coloca en un campo
magnético perpendicular a I, aparece una diferencia de potencial entre puntos opuestos
en los bordes de la placa.
Si q se mueve en B
En un conductor, las cargas
serán impulsadas a un lado
F  qE H  qv d  B  0
VH  EH w  v d Bw
Fv
Se induce un
campo eléctrico
Separación de cargas
EH  v d  B
I  nqv d A
n
I
IB

qv d A qEH A