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EM2011
Serie de Problemas 02
-Aplicaciones-
G 12NL31 José Riveros
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.
2
1
3
Explicación
1.
2.
Los elementos que constituyen el espectrómetro deben estar en el
interior de una cámara de vacío. La muestra gaseosa (situada a la
izquierda de la figura) se ioniza mediante un haz de electrones. Los iones
positivos son acelerados por un campo eléctrico (Por ley de Coulomb).
Entre las placas aceleradoras existe un campo eléctrico, por lo que los
iones experimentarán una fuerza dada por
Luego el haz de iones circula por una zona del espacio donde existe un
campo magnético B. La fuerza que ejerce el campo magnético sobre una
carga es: F=q v x B que es perpendicular al campo magnético y al vector
velocidad de carga. (Ley de Lorenz) Como la fuerza (representada en
verde en la figura) es perpendicular a la trayectoria de los iones, estos
tendrán una aceleración centrípeta, y se desviaran describiendo una
trayectoria curva
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
Explicación
• Es un tubo electrónico tipo diodo que se emplea para producir los
2450 MHz de energía de microondas necesarios. Se clasifica como
diodo porque no tiene rejilla como un bulbo ordinario. Crea un
campo magnético en el espacio entre el ánodo (la placa), y el
cátodo sirve como rejilla. La figura es una sección típica de un
magnetrón. Las configuraciones exteriores de magnetrones
distintos varían según la marca y el modelo; pero las estructuras
básicas internas son las mismas; es decir, el ánodo, el filamento, la
antena, y los imanes. (Ley de Lorenz)(Ley de Coulomb)
• El CAMPO MAGNETICO lo producen imanes intensos permanentes
que están montados alrededor del magnetrón, para que el campo
magnético sea paralelo con el eje del cátodo.
Soldadura por Electroimán
Electroimán
Metal de Aporte
Conductor Helicoidal
de corriente inducida
Herramienta –
Soldadura de Punto
Figura esquemática (Vista Frontal) Diseño Primario – Concepción de la Idea
Explicación - Diseño
• Por medio de un electroimán que posee potencia
significativa se induce una corriente eléctrica a través de
un alambre conductor helicoidal ensamblado de tal
forma que el eje del electroimán y el eje del alambre sea
el mismo. Por ley de Faraday, al haber una variación del
campo magnético se induce una corriente eléctrica en el
alambre helicoidal generando una gran acumulación de
carga en los respectivos extremos. Por ley de Joule el
alambre aumenta su temperatura tanto así que excede
el punto de fusión del material de aporte que se utiliza
para realizar la soldadura.
Observaciones
Esta tarea es para ser entregada en la
semana del 23 al 26.
Grupo 10
Lunes 23 de mayo
Grupo 12
Martes 24 de mayo
Grupo 09
Jueves 26 de mayo