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Figura No. 1. Gauss
Karen Lizzette Velásquez Méndez
Cód: 174640
G4N34Karen
Cómo define el flujo de algo (por ejemplo de luz, viento, campo
eléctrico, campo magnético)
Se dice que algo fluye cuando atraviesa una superficie. Hay dos clases de
superficies:
SUPERFICIE ABIERTA: tiene un perímetro. Por ejemplo, una hoja de
papel.
SUPERFICIE CERRADA: No tiene un perímetro. Por ejemplo, una
esfera.
Flujo eléctrico de una carga puntual en el
interior de una esfera.
El flujo eléctrico, o flujo electrostático, es una
cantidad escalar que expresa una medida del campo
eléctrico que atraviesa una determinada superficie,
o expresado de otra forma, es la medida del número
de líneas de campo eléctrico que penetran una
superficie. Su cálculo para superficies cerradas se
realiza aplicando la ley de Gauss. Por definición el
flujo eléctrico parte de las cargas positivas y termina
en las negativas, y en ausencia de las últimas
termina en el infinito. El flujo eléctrico a través de
un área infinitesimal viene dado por:
Flujo eléctrico a través de una
superficie elipsoidal
Para una superficie gaussiana cerrada, el flujo
eléctrico viene dado por:
Flujo eléctrico a través de una superficie
cilíndrica.
Se define el flujo del campo magnético B a través de una superficie, y se representa por la letra
griega Φ, como el número total de líneas de fuerza que atraviesan tal superficie. En términos
matemáticos, para un campo magnético constante y una superficie plana de área S, el flujo
magnético se expresa en la forma:
Φ = B.S.cos φ
siendo φ el ángulo que forman las líneas de fuerza (vector B) con la perpendicular a la
superficie. Dicha ecuación recoge, mediante el cos φ, el hecho de que el flujo varíe con la
orientación de la superficie respecto del campo B y también que su valor dependa del área S de
la superficie atravesada.
Para φ = 0° (intersección perpendicular) el flujo es máximo e igual a B.S; para φ = 90°
(intersección paralela) el flujo es nulo.
Las unidades del flujo serán T.m2 aunque se suele utilizar la palabra "weber" para designarlo.
El flujo de campo magnético a través de
una superficie cerrada es :
Ilustre varios ejemplos.
1. Si se tiene un cubo de 10 cm de arista y en el centro hay 3C. ¿Cuál es el
flujo sobre las seis caras del cubo?
2. ¿Cuál es el flujo de campo eléctrico en una de las caras del cubo
anterior?
En una de las caras del cubo el flujo de campo eléctrico será 1/6 del flujo
total.
1. Si se tiene un imán en el interior de una esfera. ¿Cuál es el flujo de campo
magnético a través de la superficie de la esfera?
Por la ley de Gauss para el campo
magnético, el flujo de campo magnético a
través de una superficie cerrada es cero. Las
líneas de fuerza salen del norte y entran por
el sur del imán. Las líneas de fuerza que
salen del polo norte atraviesan la superficie (
esfera) pero vuelven a entrar ( sur), por lo
cual, se dice que el flujo de campo
magnético es cero para una superficie
cerrada. Además, esta ley indica que no
existen monopolos magnéticos.
Líneas de fuerza de un imán: salen
del norte y entran al sur.
1) http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Gauss consultado el 11/11/2012.
2) http://es.scribd.com/doc/296907/III-Flujo-del-campo-electrico
consultado el 11/11/2012.