Clase 04 Electivo Electricidad IV Campo Magnético Fuerza Magnética 2015

PPTCEL013FS11-A15V1

Clase

Electricidad IV: campo
magnético, fuerza magnética

Resumen de la clase anterior
Se genera
en

ENERGÍA
ELÉCTRICA

Intensidad
de corriente

Se disipa como
calor debido al

Que depende
de la

Efecto Joule

Que puede
variar con la

Resistencia
eléctrica

Se calcula
como

Que se expresa
como

Temperatura

Si se hace nula el
material es un

P  i 2 R

P  V i

Centraleseléctricas
Por medio de una
Transformación
de energía

Superconductor

La rapidez con que
se transforma es la

Potencia
eléctrica

V2
P
R

Resumen de la clase anterior
IMANES

Características

Generado por

CAMPO
MAGNÉTICO

Capacidad para atraer
o repeler a otros
cuerpos, y al hierro

Generado por

Poseen un polo norte y
uno sur

Conductor por el
que circula una
corriente eléctrica

Sus polosson
inseparables
Polos = se repelen
Polos ≠ se atraen
Su polo norte magnético
apunta (aproximadamente)
hacia el norte geográfico

Está
formado por

Líneas de campo
circulares y
concéntricas

Aprendizajes esperados
•

Comprender el concepto de flujo magnético.

•

Comprender la relación entre magnetismo y corriente eléctrica.

•

Reconocer los efectos de una fuerza magnética actuando sobre una
cargaen movimiento y entre conductores que transportan corriente.

•

Comprender la ley de Faraday y Lenz

Pregunta oficial PSU
Una partícula de masa m y cargarpositiva q0 , pasa por el origen del sistema
rectangular XYZ, con velocidad V0 (en el sentido positivo del eje
X, como

muestra la figura). En este punto existe un campo magnético B0, en el sentido
positivo del eje Z.

¿Cuál de las siguientesopciones muestra la fuerza magnética que actúa sobre
la partícula?

Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, proceso de admisión 2010.

Cap. 5

Págs.: 145 - 160

1. Fuerza magnética
2. Inducción electromagnética
3. Flujo magnético

1. Fuerza magnética
1.1 Fuerza magnética sobre una carga en movimiento

Cap. 5

Pág. 145

En una región del espacio en donde existe un campo magnético creado por un
imán o unacorriente eléctrica situamos una carga de prueba q.

r
Si la carga comienza
a moverse con una velocidad v, experimenta una fuerza

magnética Fm .

Esta fuerza tiene las siguientes características:

r
• es proporcional al módulo de la velocidad rv .
r
• su módulo dependerdel ángulo entre v y B.
r
B  la fuerza magnética es NULA.
• si v
es
paralela
a
r
r
B  la fuerza magnética es MÁXIMA.
• si ves

a
r
• si v es nula  la fuerza magnética es NULA.
• es proporcional al valor de la carga q.

1. Fuerza magnética
1.1 Fuerza magnética sobre una carga en movimiento

r
r r
Fm  q v B
Hendrik Lorentz

Esta fuerza se denomina
fuerza de Lorentz

Unidades para la fuerza magnética
S.I.: newton [N]
C.G.S.: dina

Donde la magnitud de la fuerza es:

Fm q v B sen 
Ángulo entre

r r
vy B

1.Fuerza magnética
1.1 Fuerza magnética sobre una carga en movimiento
Al actuar sobre una carga, el sentido y dirección de la fuerza de Lorentz están
dados por la siguiente regla mnemotécnica, llamada “regla de la mano derecha”:

La dirección de la fuerza magnética siempre es perpendicular a la velocidad
r r y al
campo magnético. Su valor es máximo cuando el ángulo entre v y B es 90°.

1. Fuerzamagnética
1.1 Fuerza magnética sobre una carga en movimiento
• Si la carga q es POSITIVA, el sentido de la fuerza es el indicado por la regla
de la mano derecha.

• Si la carga es NEGATIVA, el sentido de la fuerza es opuesto al indicado por la
regla de la mano derecha.

Ejercicio
7. Dos partículas, q1 con carga positiva y q2 con carga negativa, se encuentran inmersas en
campos magnéticos. En lasituación 1 de la figura, se muestra el vector de campo magnético
y la fuerza de Lorentz que actúa sobre la partícula q1. En la situación 2, se muestra la fuerza
de Lorentz sobre la partícula q2 y su vector velocidad.

E

ASE
Respecto de estas dos situaciones, y considerando que las fuerzas de Lorentz que actúan
sobre las partículas son máximas, es correcto afirmar que
I) en 1 el vector velocidad de...