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Física II
martes, 16 de junio de 2020
Capítulo 29. Magnetismo y campo
magnético
Colegio José María Lafragua
Sección Bachillerato
Ciclo escolar 2019 – 2020
Sección 29.4 Problemas sobre densidad de flujo y
permeabilidad
Capítulo 29. Magnetismo y campo magnético
Aprendizaje esperado:
Escribe y aplica una ecuación que permita relacionar
la fuerza magnética sobre una carga en movimiento,
con su velocidad, su carga y su dirección, en un
campo conocido de densidad de flujo magnético.
Sección 29.4 Densidad de flujo y permeabilidad
Sección 29.6 Fuerza sobre una carga en movimiento.
Capítulo 29.4 Densidad de flujo y permeabilidad
Magnetismo
N S
Imán de
barra
N
S
Polos magnéticos
S
N
Limaduras de hierro
Capítulo 29.4 Densidad de flujo y permeabilidad
Líneas de campo
magnético
N S
N N
Capítulo 29.4 Densidad de flujo y permeabilidad
Densidad de las líneas de campo
Al campo magnético B a veces se le llama densidad de
flujo en webers por metro cuadrado (Wb/m2).
DN
NE
A
D
DDensidad de línea
DA
Campo eléctrico
Df B
A
D
D
Densidad de línea
DA
Líneas de flujo de campo magnético f
N S
Capítulo 29.4 Densidad de flujo y permeabilidad
Cálculo de densidad de flujo cuando el
área no es perpendicular
El flujo en el área A
cuando el vector normal n
forma un ángulo con el
campo B es:
El ángulo es el complemento del ángulo α que
el plano del área forma con el campo B.
n
A
a
B
θ sen AB Φ
Fórmula para la densidad de flujo
magnético
B → densidad de flujo magnético ( T )
→ flujo magnético ( Wb )
A → área perpendicular ( m2 )
A
Φ B
AB Φ
B
Φ A
Capítulo 29.4 Densidad de flujo y permeabilidad
Fórmula para la densidad de flujo
magnético
B → densidad de flujo magnético ( T )
→ flujo magnético ( Wb )
A → área de la espira ( m2 )
→ ángulo entre el plano del área y el flujo ( o )
θ sen A
Φ B
θ sen AB Φ
BA
Φ sen θ
-1
Capítulo 29.4 Densidad de flujo y permeabilidad
θ sen B
Φ A
29.1 Una espira rectangular tiene un área de 200cm2 y
el plano de la espira forma un ángulo de 41° con
un campo magnético de 0.28T. ¿Cuál es el flujo
magnético que penetra la espira?. Datos:
A = 200cm2 = 0.02m2
= 41º
B = 0.28T
= ?
Fórmula:
Resultado:
o241 sen )(0.02m (0.28T) Φ
3.67mWb Wb103.67 Φ-3
θ sen AB Φ
Capítulo 29.4 Densidad de flujo y permeabilidad
Fórmula para la densidad de flujo magnético
B → inducción magnética ( T )
μ → permeabilidad del medio ( Tm/A )
μ0 → permeabilidad del espacio vacío ( 410–7Tm/A )
H → intensidad del campo magnético ( m )
Hμ B μ
B H
Capítulo 29.4 Densidad de flujo y permeabilidad
H
B μ
Hμ B 0 0μ
B H
H
B μ0
Sección 29.5 Campo magnético y corriente eléctrica
En 1820, Oersted presentó un experimento con
sus estudiantes para que observaran que las
cargas en movimiento y los imanes no
interactuaban.
Sección 29.5 Campo magnético y corriente eléctrica
Ampere encontró que existen fuerzas entre dos
conductores por donde circula una corriente.
Faraday descubrió que el movimiento de un imán
al acercarse o alejarse de un circuito eléctrico
produce una corriente en el circuito.
La dirección de la fuerza magnética sobre una
carga positiva en movimiento con una velocidad
en un campo de densidad de flujo.
Sección 29.6 Fuerza sobre una carga en movimiento
Uso de las reglas de la mano derecha y la mano
izquierda para determinar la dirección de la
fuerza magnética de una carga en movimiento.
Sección 29.6 Fuerza sobre una carga en movimiento
Fórmula para la Fuerza magnética
B → campo magnético ( T ) o ( N/(C·m/s) )
F → fuerza magnética ( N )
q → carga eléctrica ( C )
v → velocidad de la carga ( m/s )
→ ángulo ( º )
θ sen vq
F B
θ sen vqB F
θ sen qB
F v
θ sen vB
F q
vqB
F sen θ
-1
29.7 Un protón (q = +1.610–19C) se inyecta de derecha
a izquierda en un campo B de 0.4T dirigido hacia
la parte superior de una hoja de papel. Si la
velocidad del protón es de 2106m/s, ¿cuáles son
la magnitud y el sentido de la fuerza magnética
sobre el protón?.
Datos:
q = +1.610–19C
= 90º
B = 0.4T
v = 2106m/s
F = ?
Fórmula:
Resultados:
o6-1990 sen m)10(2 C)10(1.6 (0.4T) F
N101.28 F-13
θ sen vqB F
Capítulo 29.4 Densidad de flujo y permeabilidad
+ 90º