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EM2011
Serie de Problemas 02
-Aplicaciones-
G 12NL02 CARLOS
Universidad Nacional de Colombia
Depto. de Física
Mayo 2011
Aplicaciones
1. Dibuje un esquema que ilustre el principio de
funcionamiento de un espectrómetro de masas y explicite
dónde están las leyes de Maxwell
• Ley de Gauss para
Se puede tener varios volúmenes encerrando
cargas. Por ejemplo se puede calcular el flujo
eléctrico total de cada una de las placas que
forman el campo eléctrico . También se puede
calcular el flujo de campo eléctrico
producido por los iones que atraviesan
el selector de
velocidad.
• Ley de Gauss para
Si se tiene una superficie cerrada, se puede verificar, tanto para
como para , la no existencia de mono polos magnéticos.
• Ley de Ampere
Como se tiene un flujo de iones positivos, se tiene flujo de cargas
positivas que producen una corriente a través del selector de
velocidad. Esta corriente produce un campo magnético
diferente a , pero que puede ser calculado con la Ley de
Ampere.
• Ley de Faraday
En el momento en que se esté manipulado y ajustando el campo
magnético , el cual aparece en la figura perpendicular al
selector de velocidad, podría presentarse una fem inducida.
Debido a la geometría del selector de velocidad, se podría
tener que al ajustar , se cambie el ángulo o el flujo de dicho
campo magnético a través del selector de velocidad,
produciendo así una fem inducida.
Aplicaciones
2. Dibuje un esquema que ilustre el principio de
funcionamiento de un magnetrón (el corazón de un horno de
microondas) de masas y explicite dónde están las leyes de
Maxwell
• Ley de Gauss para
Con ayuda de esta ley, se
puede calcular el flujo del
campo eléctrico producido
por los electrones que se
encuentran entre el ánodo
y el cátodo.
• Ley de Gauss para
Si se tiene una superficie cerrada, se puede verificar, la no existencia de
mono polos magnéticos para cada uno de los imanes que se muestra en la
figura. También se puede calcular el flujo magnético que pasa a través de
un área similar al radio del ánodo.
• Ley de Ampere
Como se tiene un flujo de electrones, se produce una corriente en el espacio
entre el ánodo y el cátodo. Esta corriente produce un campo magnético
que puede ser calculado con la Ley de Ampere. Como este campo
magnético es variable con el tiempo, produce un campo eléctrico y por
consiguiente se obtiene microondas. También se produce un campo
magnético alrededor de los conductores que llevan corriente eléctrica
hacia el cátodo.
• Ley de Faraday
En el momento en que se esté fabricando el magnetrón, podría presentarse
una fem inducida. Al situar los imanes de la figura, el flujo de campo
magnético varía en dirección y sentido a través del cátodo, induciendo de
esta manera una fem. Como el cátodo es conductor, se produce una
corriente que permanece siempre y cuando se varíe el flujo magnético a
través del cátodo.