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Martes 31 de julio del 2007
F  qv  B
N
S
La partícula q positiva no se desvía
debido a que lleva una dirección
paralela al campo magnético
N
S
La partícula experimenta una desviación, como indica la
figura. Desde la mecánica se determina que la dirección del
cambio de la velocidad, y por ende la aceleración,
corresponde a la fuerza resultante aplicada. En este caso la
fuerza apunta hacia adentro del plano donde se encuentran
el campo y la velocidad de la partícula. Se puede encontrar a
través de la regla de la mano derecha.
N
S
Si la carga que se desplaza por el interior del campo
magnético es negativa la fuerza que experimenta es
inversa a la que experimentaría una positiva en las
misma condiciones. En este caso la fuerza apunta
saliendo de la pantalla.
• De la definición operacional de la fuerza
magnética, se deduce ésta es perpendicular al
plano formado por el campo magnético B y la
velocidad v de la partícula.
v
v
F
q
q
F
B
Una partícula positiva dentro de un campo magnético
B
Una partícula negativa dentro de un campo magnético
• Siempre paralela a la
dirección del campo
• Surge por la existencia
de una carga
generadora Q
• Actúa sobre una
partícula cargada
independiente que esté
en reposo
Fe  qE
• Es perpendicular al
plano donde se orienta
el campo magnético
• Actúa sobre una
partícula en movimiento
FB  qv  B
• Realiza trabajo cada
vez que desplaza una
carga
Fe  q E
• No realiza trabajo, ya que
es perpendicular a la
velocidad de
desplazamiento de la
partícula
• La partícula no
incrementa ni disminuye
el módulo de su velocidad
por la presencia de la
fuerza magnética
FB  qv  B
Hasta ahora hemos tratado por separado el campo
eléctrico y el campo magnético, pero es claro que
en muchas situaciones tendremos los dos campos
a la vez, ¿qué sucede en ese caso?
Resulta que los campos eléctricos y magnéticos
tiene la increíble propiedad de superponerse
linealmente; es decir, la acción de los dos a la vez
es como si uno no se diera cuenta de que existe el
otro y viceversa.
Por lo tanto, el resultado es que se suman
vectorialmente.
B
E
v
q
F  qE  qv  B
Por tanto, si tenemos
un campo eléctrico E,
y un campo magnético B,
la fuerza que una partícula
de carga q sentirá es
F  qE  qv  B
•Toda carga en movimiento en un
campo magnético sufre una fuerza
•Una corriente eléctrica es un conjunto
de cargas eléctricas en movimiento
Por lo tanto, es lógico, que una
corriente eléctrica en un campo
magnético sienta una fuerza.
Una corriente eléctrica en un campo magnético siente una fuerza
FB
A
 B
v
L
Una corriente eléctrica en un campo magnético siente una fuerza
B

v
qi
F
Una corriente eléctrica en un campo magnético siente una fuerza
Considerando el aporte de todas las cargas que
circulan por el conductor se cumple que:
n
FB   qi vBsen
i 1
n
L
FB   qi Bsen
t
i 1
FB  ILBsen
Una corriente eléctrica en un campo magnético siente una fuerza
I

F
B
FB  ILBsen
• Las cargas en movimiento en campos
magnéticos, sufren una fuerza
• Las corrientes eléctricas en los
campos magnéticos, sienten una
fuerza
Pero, …. ¿qué produce los campos
magnéticos?
1.Los imanes
2.¿Nada más?
Hans Christian Ørsted (Oersted) (14 de agosto de 1777- 9 de marzo de 1851)
Físico y químico danes
La experiencia de Oersted es muy
fácil de repetir en el salón de clases:
•Una brújula
•Un metro de cable eléctrico
delgado
•Una pila de 1.5 volts
¡Las corrientes
eléctricas producen
campos magnéticos!
Las corrientes eléctricas producen campos magnéticos
Las corrientes eléctricas producen campos magnéticos
Un alambre infinitamente largo produce
un campo magnético cuya intensidad
está dada como
0 I
Br  
2 r
Su caracter vectorial es
Por un alambre muy largo circula una
corriente eléctrica I  0.1 A ¿Cuál es el
campo magnético a 1 cm de distancia?
Por un alambre muy largo circula una corriente eléctrica I  0.1 A
¿Cuál es el campo magnético a 1 cm de distancia?
0 I
Br  
2 r
donde
N
0  4  10
A2
7
N
4  10
2 0.1 A
6 N
A
B  0.01 m  
 2  10
2
0.01 m
mA
N
Ns Ns
=
=
=T
mA mC mC
7
B  0.01 m   2  106 T = 2  102 G  0.02 G
Por un alambre muy largo circula una corriente eléctrica I  0.1 A
¿Cuál es el campo magnético?
0 I
Br  
2 r
donde
N
0  4  10
A2
N
4  10
8
2 0.1 A
2

10
A
B r m 

T
2
rm
r
7
7
Por un alambre muy largo circula una corriente eléctrica I  0.1 A
¿Cuál es el campo magnético?
2  108
B r m 
T
r
r (m)
B (T) x 10-8
0.001
2,000.00000
0.010
200.00000
0.100
20.00000
1.000
2.00000
5.000
0.40000
10.000
0.20000
50.000
0.04000
100.000
0.02000
500.000
0.00400
1,000.000
0.00200
10,000.000
0.00020
100,000.000
0.00002
Por un alambre muy largo circula una corriente eléctrica I  0.1 A
¿Cuál es el campo magnético?
2  108
B r m 
T
r
B (T)
5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
r (cm)
Se tiene un conductor dispuesto verticalmente por el que
circula una corriente I. Un papel se ha colocado
horizontalmente y traspasando dicho conductor como indica la
figura. Sobre el papel se arrojan limaduras de hierro. Dibuje la
forma que se dispondrán las limaduras sobre el papel
I
Los experimentos de Oersted
mostraron, por primera vez, que
existe una relación entre los
fenómenos eléctricos y los
fenómenos magnéticos
Las cargas eléctricas en
movimiento producen campos
magnéticos.
Las cargas eléctricas en
movimiento “sienten” los campos
magnéticos.
Los descubrimientos de Oersted, de que la
corriente eléctrica desvía una brújula,
hicieron concluir que el flujo de corriente
genera un campo magnético.
Jean Baptista Biot y Félix Savart, formularon
una expresión para el campo magnético en
un punto del espacio, en función de la
corriente que produce ese campo.
r
r
I
dl    r  r  
0
B(r ) 
I
3
4 
r  r
I
l

d
0 l sin 
B ( r ) 
I
2
4
d
Bcentro 
0 I
2R
Un anillo de 1 decímetro de radio
lleva una corriente de 0.5 A.
Determina el campo magnético
en el centro de la espira
I
Bcentro
Un anillo de 1 decímetro de radio
lleva una corriente de 0.5 A.
Determina el campo magnético
en el centro de la espira
Bcentro
I
Un anillo de un decímetro de radio lleva una corriente de 0.5 A.
Determina el campo magnético en el centro de la espira
Bcentro
I
I
Bcentro
Un anillo de un decímetro de radio lleva una corriente de 0.5 A.
Determina el campo magnético en el centro de la espira
Bcentro 
Bcentro
0 I
2R

7 N 
0.5 A 
 4  10
2 
A 
6


   10 T
2  0.1 m 
Bcentro  3.14  10
6
T



z 



R 
I
B(z) 6
5
4
3
2
1
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
z