campos magneticos (1).ppt
-
Upload
alejandra-solar -
Category
Documents
-
view
229 -
download
0
Transcript of campos magneticos (1).ppt
-
Captulo 29 Campos magnicosPresentacin PowerPoint dePaul E. Tippens, Profesor de FsicaSouthern Polytechnic State University 2007
-
Objetivos: Despus de completar ese mdulo deber:Definir el campo magntico, discutir los polos magnticos y las lneas de flujo.Resolver problemas que involucren la magnitud y direccin de fuerzas sobre cargas que se mueven en un campo magntico. Resolver problemas que involucren la magnitud y direccin de fuerzas sobre conductores portadores de corriente en un campo B.
-
MagnetismoDesde la antigedad se sabe que ciertos materiales, llamados imanes, tienen la propiedad de atraer pequeos trozos de metal. Esta propiedad atractiva se llam magnetismo.
-
Polos magnticosLa intensidad de un imn se concentra en los extremos, llamados polos norte y sur del imn.Imn suspendido: el extremo que busca el N y el extremo que busca el S son los polos N y S.
-
Atraccin-repulsin magnticaFuerzas magnticas: polos iguales se repelenPolos distintos se atraen
-
Lneas de campo magnticoLas lneas de campo magntico se pueden describir al imaginar una pequea brjula colocada en puntos cercanos.La direccin del campo magntico B en cualquier punto es la misma que la direccin que indica esta brjula. El campo B es fuerte donde las lneas son densas y dbil donde las lneas estn esparcidas.
-
Lneas de campo entre imanesPolos distintosPolos igualesSalen de N y entran a SAtraccinRepulsin
-
Densidad de las lneas de campoAl campo magntico B a veces se le llama densidad de flujo en webers por metro cuadrado (Wb/m2).
-
Densidad de flujo magnticoLas lneas de flujo magntico son continuas y cerradas.La direccin es la del vector B en dicho punto.Las lneas de flujo NO estn en la direccin de la fuerza sino ^.Cuando el rea A es perpendicular al flujo:La unidad de densidad de flujo es el weber por metro cuadrado.
-
Clculo de densidad de flujo cuando el rea no es perpendicularEl flujo que penetra al rea A cuando el vector normal n forma un ngulo q con el campo B es:El ngulo q es el complemento del ngulo a que el plano del rea forma con el campo B. (cos q = sin a)
-
Origen de campos magnticosRecuerde que la intensidad de un campo elctrico E se defini como la fuerza elctrica por unidad de carga.Puesto que no se han encontrado polos magnticos aislados, no se puede definir el campo magntico B en trminos de la fuerza magntica por unidad de polo norte.En vez de ello se ver que los campos magnticos resultan de cargas en movimiento, no de carga o polos estacionarios. Este hecho se cubrir ms tarde.
-
Fuerza magntica sobre carga en movimientoImagine un tubo que proyecta carga +q con velocidad v en el campo B perpendicular.Fuerza magntica F hacia arriba sobre carga que se mueve en el campo B.Lo siguiente resulta en una mayor fuerza magntica F: aumento en velocidad v, aumento en carga q y un mayor campo magntico B.
-
Direccin de la fuerza magnticaLa fuerza es mayor cuando la velocidad v es perpendicular al campo B. La desviacin disminuye a cero para movimiento paralelo.
-
Fuerza y ngulo de trayectoriaLa fuerza de desviacin es mayor cuando la trayectoria es perpendicular al campo. Es menor en paralelo.
-
Definicin del campo BObservaciones experimentales muestran lo siguiente:Al elegir las unidades adecuadas para la constante de proporcionalidad, ahora se puede definir el campo B como:Una intensidad de campo magntico de un tesla (T) existe en una regin del espacio donde una carga de un coulomb (C) que se mueve a 1 m/s perpendicular al campo B experimentar una fuerza de un newton (N).
-
Ejemplo 1. Una carga de 2 nC se proyecta como se muestra con una velocidad de 5 x 104 m/s en un ngulo de 300 con un campo magntico de 3 mT. Cules son la magnitud y direccin de la fuerza resultante? Dibuje un bosquejo burdo.q = 2 x 10-9 C v = 5 x 104 m/s B = 3 x 10-3 T q = 300Al usar la regla de la mano derecha, se ve que la fuerza es hacia arriba.Fuerza magntica resultante: F = 1.50 x 10-7 N, hacia arriba
-
Fuerzas sobre cargas negativasLas fuerzas sobre cargas negativas son opuestas a las que ocurren sobre fuerzas positivas. La fuerza sobre la carga negativa requiere una regla de la mano izquierda para mostrar fuerza F hacia abajo.
-
Cmo indicar la direccin de los campos BUna forma de indicar las direcciones de los campos perpendiculares a un plano es usar cruces X y puntos :
-
Prctica con direcciones:Cul es la direccin de la fuerza F sobre la carga en cada uno de los ejemplos siguientes?q negativa
-
Campos E y B cruzadosEl movimiento de partculas cargadas, como los electrones, se puede controlar mediante campos elctricos y magnticos combinados.Nota: FE sobre el electrn es hacia arriba y opuesta al campo E.Pero, FB sobre el electrn es hacia abajo (regla de la mano izquierda).Desviacin cero cuando FB = FE
-
Selector de velocidadEste dispositivo usa campos cruzados para seleccionar slo aquellas velocidades para las que FB = FE. (Verifique las direcciones para +q)Cuando FB = FE :Al ajustar los campos E y/o B, una persona puede seleccionar slo aquellos iones con la velocidad deseada.
-
Ejemplo 2. Un in de litio, q = +1.6 x 10-16 C, se proyecta hacia un selector de velocidad donde B = 20 mT. El campo E se ajusta para seleccionar una velocidad de 1.5 x 106 m/s. Cul es el campo elctrico E?E = vBE = (1.5 x 106 m/s)(20 x 10-3 T);E = 3.00 x 104 V/m
-
Movimiento circular en campo BLa fuerza magntica F sobre una carga en movimiento siempre es perpendicular a su velocidad v. Por tanto, una carga que se mueve en un campo B experimentar una fuerza centrpeta.Fc centrpeta = FBEl radio de la trayectoria es:
-
Espectrmetro de masaIones que pasan a travs de un selector de velocidad con una velocidad conocida llegan a un campo magntico como se muestra. El radio es:La masa se encuentra al medir el radio R:
-
Ejemplo 3. Un in de nen, q = 1.6 x 10-19 C, sigue una trayectoria de 7.28 cm de radio. Superior e inferior B = 0.5 T y E = 1000 V/m. Cul es su masa?v = 2000 m/sm = 2.91 x 10-24 kg
-
ResumenLa direccin de las fuerzas sobre una carga que se mueve en un campo elctrico se puede determinar mediante la regla de la mano derecha para cargas positivas y la regla de la mano izquierda para cargas negativas.
-
Resumen (contina)Para una carga que se mueve en un campo B, la magnitud de la fuerza est dada por:F = qvB sen q
-
Resumen (contina)Selector de velocidad:Espectrmetro de masas:
-
CONCLUSIN: Captulo 29Campos magnticos
*****************************