Electricidad Y Magnetismo

[RESUMEN DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO UNIDAD 5 Y 6] |
Instituto Tecnológico de Toluca |

Campo Magnético
Es un campo de fuerza creado como consecuencia del movimiento de cargas eléctricas (flujo de la electricidad).
Es producido por la corriente eléctrica que circula por un conductor.
El campo magnético también es llamado inducción magnética y densidad de flujo eléctrico.
La aguja deuna brújula, que evidencia la existencia del campo magnético terrestre, puede ser considerada un magnetómetro.
La fuerza (intensidad o corriente) de un campo magnético se mide en Gauss (G) o Tesla (T).
Los campos magnéticos estáticos son campos magnéticos que no varían con el tiempo (frecuencia de 0 Hz).
Para determinar la expresión del campo magnético producido por una corriente se emplean dosleyes: la ley de Biot-Savart y la ley de Ampére.
Ley de Biot-Savart
La ley de Biot-Savart indica el campo magnético creado por corrientes eléctricas estacionarias. Con esta expresión se obtiene el campo magnético en un punto dado del espacio en términos de la corriente que produce el campo.
Una diferencial de campo magnético dH se produce por un elemento diferencial de corriente IdI .El campovaria inversamente el cuadrado de la distancia ,sin importar el medio donde se encuentre y tiene la dirección dada por el producto cruz de IdI y aR .
A esta relación se le conoce como ley de Biot-Savart:
dH=I dI×aR4πR2
R esta dirigido desde el elemento de corriente hasta el punto en el que dH se determina .
Los elementos de corriente no tienen existencia separada .Todos los elementos queconforman el filamento de la corriente contribuyen a H y deben ser incluidos .
La sumatoria nos lleva a la forma integral de la ley de Biot –Savart:
H=I dI×aR4πR2
La integral lineal cerrada requiere simplemente que todos los elementos de corriente se incluyan para obtener H completo.
Los campos magnéticos de corrientes volumétricas y laminares también están dados por la forma integral.Reemplazando IdI por J dv o K dS respectivamente.
La Ley de Ampére
Esta es la fórmula de la ley de Ampére.
H dl=Ienc
La primera parte es la circulación del campo magnético a lo largo de un camino cerrado, y la segunda parte, el término I se refiere a la intensidad que atraviesa dicho camino cerrado.

Para determinar el campo magnético, aplicando la ley de Ampére, tomamos un camino cerrado ABCDque sea atravesado por corrientes. La circulación es la suma de cuatro contribuciones, una por cada lado.
H dl= ABH dl+ BCH dl+ CDH dl+ DAH dl
Examinaremos, ahora cada una de las contribuciones a la circulación:
Como vemos en la figura la contribución a la circulación del lado AB es cero ya que bien H y dl son perpendiculares, o bien H es nulo en el exterior del solenoide.
Lo mismo ocurre enel lado CD.
En el lado DA la contribución es cero, ya que el campo en el exterior al solenoide es cero.
En el lado BC, el campo es constante y paralelo al lado, la contribución a la circulación es Hx, siendo x la longitud del lado.
Fuerzas magnéticas sobre las partículas.
Una partícula cargada en movimiento experimenta en un campo magnético una fuerza en ángulo recto respecto a la velocidad,con una magnitud proporciona a la carga, la velocidad y la densidad de flujo magnético. La expresión completa ésta dada por el producto cruz
F=QU×B
Por consiguiente, la dirección de una partícula en movimiento puede ser cambiada por un campo magnético. La magnitud de la velocidad, U, y por consiguiente la energía cinética, permanece igual. Esto contrasta con los campos eléctricos, en los quela fuerza F=QE efectúa trabajo sobre las partículas y cambia así su energía cinética
Ley de Faraday - Lenz
La creación de una corriente eléctrica en un circuito a partir de fenómenos magnéticos puede lograrse mediante un sencillo experimento .
Cuando se mantiene en reposo un imán frente a un circuito eléctrico en forma de espira , el galvanómetro no detecta corriente. Si se acerca el imán...