Fisica

ENERGÍA ASOCIADA A UN CAMPO MAGNÉTICO
Debido a que la fem inducida por un inductor evita que una batería establezca una corriente instantánea, la batería tiene que efectuar trabajo contra el inductor para crear una corriente.
Parte de la energía suministrada por la batería se convierte en calor que se disipa en el resistor, en tanto que la energía restante se almacena en el inductor. Paracalcular la energía almacenada en un inductor lo podemos hacer mediante la siguiente ecuación.
UB=1/2LI2.
Donde UB= energía asociada a un inductor en Joules.
L= inductancia en Henrys.
I= intensidad de corriente del circuito en Amperes (A).
PROBLEMAS DE ENERGÍA ASOCIADA A UN CAMPO MAGNÉTICO.
Determinar la energía almacenada por un toroide de 10 mil vueltas, con una longitud media de 2 metros yun área de sección transversal de 20 cm2, si la corriente que entra al toroide es de 20 amperes.
Datos Fórmulas Sustitución
UB=? L=μoN2A L=12.56x10-7 Tm/Ax
N=10000 l 100002x0.00024 m2.
A=0.20 m2. UB=1/2LI2. 2 m
μo=12.56x10-7 Tm/A L=0.1256
l=2 metros
l=20 A UB= (0.5) (0.1256) (20 A)2.
• UB= 25.12 Joules
Dos inductores L1= 85 μH y L2=200 μH seconectan en un circuito que suministra una corriente de 850 miliamperes. Calcule la energía almacenada en cada inductor.
Datos Fórmula Sustitución.
UB1=? UB=1/2LI2. UB1=0.5x85x10- 6Hx (850x10-3 A) 2.
UB2=? UB1= 3.07 x10-5 Joules.
L1= 85x10-6 H UB2=0.5x200x10-6 Hx (850x10-3 A)2
L2= 200x10-6 H UB2= 7.225x10-5 Joules
I = 850x10-3 A
La energía electromagnética es la cantidad deenergía almacenada en una región del espacio que podemos atribuir a la presencia de un campo electromagnético, y que se expresará en función de las intensidades del campo magnético y campo eléctrico. En un punto del espacio la densidad de energía electromagnética depende de una suma de dos términos proporcionales al cuadrado de las intensidades del campo.

Energía electromagnética en física clásicaLa energía contenida en un campo electromagnético usando unidades c.g.s. viene dada por una suma de los cuadrados de los campos eléctrico y magnético:
(1a)
En unidades del sistema internacional viene dado por:
(1b)
Puede probarse que, cuando las aceleraciones de las cargas son muy pequeñas, la cantidad anterior sumada a la energía cinética de las cargas se conserva, es decir, se satisfacela relación:

Por tanto si se define una cantidad llamada Etot = Ecin + Eem tenemos una ley de conservación de la energía en presencia de campos electromagnéticos.
Radio clásico del electrón
En mecánica relativista masa y energía son "equivalentes". Eso implica que cualquier sistema físico con energía debería presentar una cierta inercia. Un intento original de explicar la masa del electrónfue suponer que éste podría ser pensado como una esfera de radio re sin masa fuera de la cual existía el campo eléctrico. Al tratar de mover el electrón este arrastraría a su campo eléctrico generando así una inercia, que sería vista como una masa efectiva. Asumiendo esas hipótesis la energía del campo eléctrico de un electrón medida por un observador en reposo respecto a él es:

Despejando rede la ecuación anterior, obtenemos un valor estimado del radio del electrón llamado "radio clásico" del electrón e:

Energía de campos variables
Cuando un campo magnético es variable en una región del espacio desprovista de partículas cargadas este toma la forma de onda electromagnética. En ese caso la energía electromagnética puede calcularse a partir del cuadrado de la amplitud de esa ondaelectromagnética.
Este tipo de fenómeno es el que se da en las llamadas ondas electromagnéticas, como la luz, las ondas de radio y tv, las microondas, los rayos infrarrojos, los rayos ultravioleta, los rayos X o los rayos gamma de la radiactividad.
Energía electromagnética en mecánica cuántica
En teoría cuántica de campos postula que la energía de un estado del espacio-tiempo cuántico en el...