Magnetismo

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Fuerza Magnética

Fuerza de Lorentz
• La fuerza de Lorentz es la suma vectorial de las fuerzas eléctrica y magnética. • La fuerza magnética actúa sobre cargas en movimiento. • La fuerza magnética es perpendicular a la velocidad de la carga y a la dirección del campo magnético.

Ejemplo
• v2

Fuerza sobre un conductor

Ejemplo
• ¿Sobre que alambre se ejerce más fuerza? • Ambosalambres tienen la misma longitud

Fuerza en un circuito cerrado

Ley de Biot Savart
• 1819 Oersted descubre que una brujula es deflectada en presencia de una corriente eléctrica.

• Jean Baptiste y Felix Savart realizan una serie de experimentos de la fuerza ejercida al tener una corriente eléctrica, sobre un imán. • Observaciones: • El campo magnético, B, que genera una corriente esperpendicular al vector que une al punto de observación con segmento del alambre por el que circula la corriente. • La magnitud de B es inversamente proporcional a , r es la distancia del alambre al punto de observación.

• La magnitud de B es proporcional al ángulo que forma el elemento de longitud del alambre con el vector que va al punto de observación

Campo magnético generado por unalambre

Campo generado por una espira circular

Campo generado por un solenoide

Campo generado por un toroide

Ley de Inducción de Faraday

• (a) Cuando el imán se mueve hacia la espira, se induce una corriente sobre la espira y el galvanómetro lo detecta. • (b) Si el imán se deja quieto, no hay corriente inducida y el galvanómetro mide cero corriente. • (c) Al moverse el imánhacia la derecha se induce una corriente en sentido contrario a la primera, inciso (a), y el galvanómetro marca una corriente negativa.

• Observaciones: • El imán genera un campo magnético. • El campo magnético atraviesa la sección de la espira. • A la cantidad de campo magnético que atraviesa un área determinada, se le llama flujo magnético

• El Flujo Magnético de define como

• Dondeque atraviesa el campo magnético

• Nota: • ¿Como es el flujo del campo magnético si la espira va girando y el campo magnético se mantiene constante?

• El campo magnético que atraviesa la espira conforme esta gira disminuye.

• Para ver esto, pensemos en el caso en que la espira es perpendicular al campo magnético, B.

• Ahora pensemos que la espira es paralela al campo magnético B. • Entonces hay dos formas en que el campo magnético puede variar: • Una es cuando la fuente del campo magnético se mueve. • La otra es si el área por donde fluye el campo B, varía. Con respecto a la dirección del campo. • Esta información de la variación del área esta contenida matemáticamente en el producto punto de los vectores B y A.

• Ya vimos que en la espira se genera una corrienteal acercar o alejar el imán de la espira

• Ahora recordemos que para generar una corriente en un alambre en el caso en el que no hay campos magnéticos • Se necesita una diferencia de potencial V, entre los extremos del alambre

• Entonces es lógico pensar que la variación del campo magnético genera una diferencia de potencial en la espira

• A esta diferencia de potencial se le llamausualmente fuerza electromotriz

Ley de Faraday

• La magnitud de la fuerza electromotriz es igual al cambio del flujo magnético en el tiempo

• Reescribiendo la ecuación anterior

• La fuerza electromotriz depende de la intensidad del campo B. • Depende del área que atraviesa el campo • Y depende de la razón de cambio del flujo magnético. No es lo mismo acercar el imán lentamente a hacerlode forma rápida.

• En la ley de inducción de Faraday hay un signo menos que esta presente

• Este signo es de importancia física ya que nos indica que: • La fem inducida, será tal que genere una corriente

• Esta corriente generada, generará a su vez un campo magnético
• El campo magnético generado por la corriente se opondrá al flujo cambiante que circula sobre la espira • Esto es...
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