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Fundamentos Físicos de la Informática.
Tema 2

CAMPO MAGNÉTICO

CAMPO MAGNÉTICO Y PROPIEDADES
MAGNÉTICAS DE LA MATERIA
CONCEPTOS
Fuerza magnética y fuerza de Lorentz. Campo magnético. Momento
magnético. Ley de Biot y Savart. Circulación del campo magnético: Ley de
Ampère. Ley de Gauss del campo magnético. Materiales diamagnéticos,
paramagnéticos y ferromagnéticos. Fenómenos deinducción magnética: Ley
de Faraday y Lenz. Dispositivos en circuitos eléctricos

OBJETIVOS
• Determinar la trayectoria de una partícula que se mueve en un campo
magnético
• Calcular la fuerza que ejercen los campos magnéticos
• Calcular el campo magnético producido por distribuciones de corriente
sencillas.
• Resolver problemas de inducción magnética
• Analizar el comportamiento de losdispositivos eléctricos de corriente
continua y alterna

TEMA 2
CAMPO MAGNÉTICO
1. CAMPO MAGNÉTICO. EL VECTOR INDUCCIÓN MAGNÉTICA
2. FUERZA MAGNÉTICA:
2.1. Fuerza magnética sobre una carga puntual. Aplicaciones
2.2. Fuerza magnética sobre una corriente eléctrica
3. LEY DE BIOT Y SAVART. APLICACIONES
4. LEY DE AMPÈRE. APLICACIONES
5. FLUJO MAGNÉTICO. LEY DE GAUSS PARA EL CAMPO MAGNÉTICO
6.PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LA MATERIA
7. FENÓMENOS DE INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA: LEY DE FARADAY
Y LENZ:
7.1. Fuerza electromotriz debida al movimiento
7.2. Inducción mutua
7.3. Autoinducción
7.4. Generador de fuerza electromotriz sinusoidal
8. DENSIDAD DE ENERGÍA DEL CAMPO MAGNÉTICO
9. DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS EN CIRCUITOS:
9.1. Circuitos de corriente continua
9.2. Circuitos de corrientealterna

Curso 2014-15

1

Fundamentos Físicos de la Informática.
Tema 2

CAMPO MAGNÉTICO

CAMPO MAGNÉTICO. EL VECTOR INDUCCIÓN MAGNÉTICA
Conceptos sobre el campo magnético:
 Campo magnético
 Vector inducción magnética
 Líneas de campo magnético


B

Línea de campo magnético y
vector inducción magnética


B

 Hilo conductor

 Tierra

 Imán


B


B

II
S

N


B

Las interacciones eléctricas y magnéticas son dos aspectos diferentes de
una misma propiedad de la materia: su carga eléctrica
INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

CAMPO MAGNÉTICO

FUERZA MAGNÉTICA
Si se estudia el movimiento de una carga, q, que lleva una velocidad, v, en el
interior de un campo magnético, B, se llega a la siguiente expresión para la

 
fuerzamagnética:



Fm  q v  B



Fuerza magnética sobre una carga eléctrica puntual. Aplicaciones




 



Fm  q v  B  q  v ll  v    B  qv   B

 
v  v
 Situación 1 
B  cte
X

X

X

X

X

X

X

F
X

X

r

+

X

X

X

X

X

X

X

X

 Situación 2

T 

X

2




R

B
X



X
v

+q





2 mq B

q B
v

R
m

mv
qB

R

mv
qB

Radio de curvatura

Curso 2014-15

  
v  v ll  v 

B  cte

d  vllT 

2 m vll
qB

Paso de hélice

2

Fundamentos Físicos de la Informática.
Tema 2

CAMPO MAGNÉTICO

Fuerza de Lorentz: Fuerza sobre una carga moviéndose en el interior de un
campo magnético y de un campo eléctrico



 
F  qE  q v  B


 Ciclotrón

 Selector de velocidades

E.O. Lawrence y M.S. Livingston (1934)

Fm

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X
+

X
+

X
+

X X X
X
X
+
+
+
+

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

+q
Fe

-

X

X

-

Aplicaciones

X
-

X

X

X

X

X

X

B
XX

X

X

X

X

 Tubo de Thomson

 Espectrómetro de masas

J.J. Thomson (1897)

Francis William Aston (1919)

N

-

S

+

CAMPO MAGNÉTICO

Fuerza magnética sobre una corriente eléctrica
 Fuerza magnética sobre un hilo conductor rectilíneo


 
Fm  q v  B

B



L
+

+

+

+



F  N Fq




 
F  Nq v  B





N  nSL...