magnetismo

UNIVERSIDAD DE COLIMA
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTROMECANICA
IME




2º Semestre Grupo “D”
Electricidad y Magnetismo
Unidad 6 3ª Parcial



Ing.- Abel Delino Silva
Alumno.- Jorge Martin Zepeda Vilamil





Manzanillo Colima a 06 de junio de 2013
UNIDAD VI. Fuerzas magnéticas, materiales e inductancia
6.1 Fuerza sobre una carga en movimiento.
6.2 Fuerza sobre un elementodiferencial de corriente.
6.3 Fuerza entre elementos diferenciales de corriente.
6.4 Fuerza y torsión sobre un circuito cerrado.
6.5 La naturaleza de los materiales magnéticos.
6.6 Magnetización y permeabilidad.
6.7 Condiciones de frontera magnéticas.
6.8 El circuito magnético.
6.9 Energía potencial y fuerzas en materiales magnéticos.
6.10 Inductancia e inductancia mutua.DESARROLLO
Introducción
En esta unidad se estudia la fuerza que un campo magnético ejerce sobre las partículas cargadas, en los elementos de corriente y en las espiras o circuitos cerrados.
Existen por lo menos tres formas en que pueden experimentarse la fuerza debido a campos magnéticos.
6.1 Fuerza sobre una carga en movimiento.
UN campo magnético B está presente donde quieraque una carga en movimiento sufre la acción de una fuerza magnética.
La unidad de campo magnetico es el tesla (T) , donde:
1 Tesla=1 Newton/(ampere.metro)=1 weber/(metro)^2
El gauss, que es igual a 〖10〗^(-4) T,es otra unidad de campo magnético que se usa algunas veces.
Campo magnético de una línea de corriente
El campo magnético a una distancia s de una larga línea de corrienteI tiene una magnitud
B=(μ/2π)(I/S) lineas de corriente.
Donde μ es la permeabilidad del medio donde se produce el campo magnetico. La permeabilidad de vacío μ_o tiene el siguiente valor
μ_o=4πx〖10〗^(-7) T.m/A=1.257x〖10〗^(-6) T.m/A
El valor de μ en el aire es casi igual al de μ_o y usualmente se considera igual a μ_o.
Las líneas de flujo de campo magnético alrededor de unalínea de corriente tiene la forma de círculos concéntricos alrededor d ela corriente. Para encontrar la dirección de B, coloque el dedo pulgar de la mano derecha en la dirección de la corriente: así , los dedos curvados de la mano apuntaran en la dirección de B.
Un cable que esta 5m por encima del piso porta una corriente 100 A de este a oeste. Determine la dirección y lamagnitud del campo magnético en el piso exactamente por debajo del cable. (Desprecie el campo magnético de la tierra).
De la regla de la mano derecha, la dirección del campo es hacia el sur. La magnitud del campo es:
B=(μ_o/2π)(I/S)=(4πx〖10〗^(-7) T.m/A(100 A))/2π(5m) =4x〖10〗^(-6) T.

6.2 Fuerza sobre un elemento diferencial de corriente.
Una corriente eléctrica es un conjunto decargas en movimiento. Conocida ya la fuerza que el campo B ejerce sobre una única carga, calculamos ahora la fuerza sobre un conductor por el que circula una corriente.
Fuerza sobre un conductor rectilíneo
Imaginemos un conductor rectilíneo de sección A por el que circula una corriente eléctrica I. La fuerza a la que se ve sometido cuando se encuentra en un campo B uniforme será la suma de la fuerzasobre todas las cargas.
Si n es el número de cargas q por unidad de volumen, y vd la velocidad de desplazamiento de las mismas, el número de cargas en un elemento de volumen de longitud l es:


por lo que la fuerza total se calculará multiplicando el número de cargas por la fuerza ejercida sobre cada una de ellas:

Definimos el vector l como un vector de módulo la longitud del conductory dirección y sentido el que indica la intensidad de corriente. Recordando la expresión de la intensidad I podemos escribir la fuerza como:


Por las propiedades del producto vectorial se deduce que:
.
Cuando el campo B es paralelo al conductor, la fuerza magnética ejercida sobre el conductor es nula.
Fuerza sobre un conductor de forma arbitraria
Si el conductor tiene sección...