Efecto Hall
Páginas: 5 (1023 palabras)
Publicado: 31 de octubre de 2012
David Hernaldo Collado Moreno
Maquinas Eléctricas
Efecto Hall
En un conductor por el que circula una corriente, en presencia de un campo magnético perpendicular al movimiento de las cargas, aparece una separación de cargas que da lugar a un campo eléctrico en el interior del conductor, perpendicular al movimiento de las cargas y al campo magnético aplicado. A este campo magnético se ledenomina campo Hall. Llamado efecto Hall en honor a su descubridor Edwin Herbert Hall.
En épocas contemporáneas (1985) el físico alemán Klaus von Klitzing y colaboradores descubrieron el hoy conocido como efecto Hall cuántico que les valió el premio Nobel de Física en 1985. En 1998, se otorgó un nuevo premio Nobel de Física a los profesores Laughlin, Strömer y Tsui por el descubrimiento de un nuevofluido cuántico con excitaciones de carga fraccionarias. Este nuevo efecto ha traído grandes problemas a los físicos teóricos y hoy en día, constituye uno de los campos de investigación de mayor interés y actualidad en toda la física del estado sólido.
El ciclotrón
Frecuencia de un ciclotrón
Es muy sencillo demostrar que el periodo del movimiento circular de una carga en el seno de un campomagnético no depende del radio de la trayectoria. Para ello seguimos los siguientes pasos
* La velocidad v de la partícula puede expresarse en función del periodo T de su movimiento circular por la expresión v = 2r/T
* Podemos deducir otra expresión de v teniendo en cuenta que la fuerza magnética que actúa sobre la carga F=qvB es la fuerza centrípeta F = mv2/r del movimiento circularque describe. Obtenemos que v = rqB/m
* Igualando ambas expresiones de la velocidad podemos despejar el periodo T = 2m/qB. No aparece dependencia con el radio
Este resultado es importante al constituir la base de funcionamiento de los ciclotrones. Prueba a ajustar el semiperiodo del ciclotrón para que la partícula considerada vaya cada vez más deprisa
Movimiento en un campo magnéticoUna partícula que se mueve en un campo magnético experimenta una fuerza Fm=q·v×B. El resultado de un producto vectorial es un vector de
módulo igual al producto de los módulos por el seno del ángulo comprendido qvB sinθ
dirección perpendicular al plano formado por los vectores velocidad v y campo B.
y el sentido se obtiene por la denominada regla del sacacorchos. Si la carga es positiva elsentido es el del producto vectorial v×B, como en la figura izquierda. Si la carga es negativa el sentido de la fuerza es contrario al del producto vectorial v×B, figura de la derecha
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Una partícula cargada describe órbita circular en un campo magnético uniforme. El radio de dicha órbita, se obtiene a partir de la ecuación de la dinámica del movimiento circular uniforme: fuerza igual amasa por aceleración normal.
F m =m v 2 r qvB=m v 2 r r= mv qB
Estudiaremos en esta página y las que siguen, varias situaciones en las que una partícula cargada positiva o negativa se mueve en una región donde existe un campo eléctrico, un campo magnético, o un campo eléctrico y magnéticos cruzados (perpendiculares entre sí).
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Momento de las fuerzas sobre la espira
La fuerzaresultante sobre la espira es nula, sin embargo, las fuerzas sobre los lados de longitud a no tienen la misma línea de acción y forman un par de momento,
M=2F1·(b/2)·cosθ =i·ab·B·cosθ =i·S·B·cosθ
La dirección momento M es la del eje de rotación de la espira, y el sentido viene dado por la regla del sacacorchos,
Definimos una nueva magnitud denominada momento magnético m de la espira.
Cuyomódulo es el producto de la intensidad de la corriente i por el área S de la espira.
Su dirección es perpendicular al plano de la espira.
Su sentido viene determinado por el avance de un sacacorchos que gire como lo hace la corriente en la espira.
El momento se puede expresar en forma de producto vectorial de dos vectores, el vector momento magnético m y el vector campo magnético B.
M=m×B...
Maquinas Eléctricas
Efecto Hall
En un conductor por el que circula una corriente, en presencia de un campo magnético perpendicular al movimiento de las cargas, aparece una separación de cargas que da lugar a un campo eléctrico en el interior del conductor, perpendicular al movimiento de las cargas y al campo magnético aplicado. A este campo magnético se ledenomina campo Hall. Llamado efecto Hall en honor a su descubridor Edwin Herbert Hall.
En épocas contemporáneas (1985) el físico alemán Klaus von Klitzing y colaboradores descubrieron el hoy conocido como efecto Hall cuántico que les valió el premio Nobel de Física en 1985. En 1998, se otorgó un nuevo premio Nobel de Física a los profesores Laughlin, Strömer y Tsui por el descubrimiento de un nuevofluido cuántico con excitaciones de carga fraccionarias. Este nuevo efecto ha traído grandes problemas a los físicos teóricos y hoy en día, constituye uno de los campos de investigación de mayor interés y actualidad en toda la física del estado sólido.
El ciclotrón
Frecuencia de un ciclotrón
Es muy sencillo demostrar que el periodo del movimiento circular de una carga en el seno de un campomagnético no depende del radio de la trayectoria. Para ello seguimos los siguientes pasos
* La velocidad v de la partícula puede expresarse en función del periodo T de su movimiento circular por la expresión v = 2r/T
* Podemos deducir otra expresión de v teniendo en cuenta que la fuerza magnética que actúa sobre la carga F=qvB es la fuerza centrípeta F = mv2/r del movimiento circularque describe. Obtenemos que v = rqB/m
* Igualando ambas expresiones de la velocidad podemos despejar el periodo T = 2m/qB. No aparece dependencia con el radio
Este resultado es importante al constituir la base de funcionamiento de los ciclotrones. Prueba a ajustar el semiperiodo del ciclotrón para que la partícula considerada vaya cada vez más deprisa
Movimiento en un campo magnéticoUna partícula que se mueve en un campo magnético experimenta una fuerza Fm=q·v×B. El resultado de un producto vectorial es un vector de
módulo igual al producto de los módulos por el seno del ángulo comprendido qvB sinθ
dirección perpendicular al plano formado por los vectores velocidad v y campo B.
y el sentido se obtiene por la denominada regla del sacacorchos. Si la carga es positiva elsentido es el del producto vectorial v×B, como en la figura izquierda. Si la carga es negativa el sentido de la fuerza es contrario al del producto vectorial v×B, figura de la derecha
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Una partícula cargada describe órbita circular en un campo magnético uniforme. El radio de dicha órbita, se obtiene a partir de la ecuación de la dinámica del movimiento circular uniforme: fuerza igual amasa por aceleración normal.
F m =m v 2 r qvB=m v 2 r r= mv qB
Estudiaremos en esta página y las que siguen, varias situaciones en las que una partícula cargada positiva o negativa se mueve en una región donde existe un campo eléctrico, un campo magnético, o un campo eléctrico y magnéticos cruzados (perpendiculares entre sí).
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Momento de las fuerzas sobre la espira
La fuerzaresultante sobre la espira es nula, sin embargo, las fuerzas sobre los lados de longitud a no tienen la misma línea de acción y forman un par de momento,
M=2F1·(b/2)·cosθ =i·ab·B·cosθ =i·S·B·cosθ
La dirección momento M es la del eje de rotación de la espira, y el sentido viene dado por la regla del sacacorchos,
Definimos una nueva magnitud denominada momento magnético m de la espira.
Cuyomódulo es el producto de la intensidad de la corriente i por el área S de la espira.
Su dirección es perpendicular al plano de la espira.
Su sentido viene determinado por el avance de un sacacorchos que gire como lo hace la corriente en la espira.
El momento se puede expresar en forma de producto vectorial de dos vectores, el vector momento magnético m y el vector campo magnético B.
M=m×B...
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