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