Magnetismo

4/3/2013
Alexis Arturo Pérez Mendoza | Maestra: Gabriela Vale 609 |
Temas selectos de Física II | Magnetismo |

Introducción
El magnetismo es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmente como uno de los dos componentes de la radiación electromagnética,como por ejemplo, la luz.
Campo Magnético
El campo magnético es efecto sobre una región del espacio, generado por una corriente eléctrica o un imán, en la que una carga eléctrica puntual de valor, que se desplaza a una velocidad, experimenta los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad como al campo. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con lasiguiente ecuación.

donde F es la fuerza magnética, v es la velocidad y B el campo magnético. La fuerza resultante será:

Estos llevan un angulo de inclinación por su trayectoria que se puede observar con un magnetómetro.
Ejemplos:
1.- Determinar el valor de la fuerza que se ejerce a un proton(1.6×10˄19) cuando el campo magnético es de 3×10˄7.

2.- Determinar el valor del campo magnéticosabiendo que un electrón recibe una fuerza 3.9×10˄-8. Recordemos que la carga de un electrón es 1.6×10˄-19 C.

Inducción Electromagnética
La inducción electromagnética es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos variables con el tiempo. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quiénlo expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).
Para calcular la magnetica se utiliza la siguiente ecuacion o formula:
B=μ0.V2.π.r
Ejemplos:
1.-Un alambre lleva 200 A. ¿Cuál es la inducción magnética en un punto situado a 1,5 m del alambre?.
Datos: Procedimiento:Resultado:
I = 200 A
r = 1,5 m
B = μ o.I/2.π.r, B = 4.π.10-7 (N/A ²).200 A/2.π.1,5 m, B = 2,67.10-5 N/A.m
2.-Sobre una barra de madera de 100 cm de longitud y 1 cm2 de sección transversal se enrollan 10000 vueltas de alambre. La corriente es de 2 A. Se pregunta:¿Cuál es la inducción magnética?.
Datos:
l = 1 m, S = 0,0001 m ², N = 10000 vueltas, I = 0,2 AS círculo = S cuadrado ,π.r ² = 0,0001m r = (0,0001 m ²/ π)1/2 r = 0,0056 m.
Procedimiento y resultado
B = μ o.I.N/2.r
B = 4.π.10-7 (N/A ²).0,2 A.10000/2.0,0056 m
B = 0,2227 N/A.m

Ley de Faraday
La ley de Faraday establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde:1Donde es el campo eléctrico, es el elemento infinitesimal del contorno C, es la densidad de campo magnético y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de están dadas por la regla de la mano derecha.
Ejemplo:
1.-Una bobina consta de 200 vueltas de alambre y tiene una resistencia total de 2 Ω. Cada vuelta es un cuadrado de 18 cm de lado y se activa uncampo magnético uniforme perpendicular al plano de la bobina. Si el campo cambia linealmente de 0 a 0,5 tesla en 0,8 seg. Cual es la magnitud de la fem (Fuerza electromotriz), inducida en la bobina mientras esta cambiando el campo? El área de una vuelta de la bobina es:
Lado = 18 cm = 0,18 m
A = 0,18m * 0,18m = 0,0324 m2
El flujo magnético a través de la bobina en t = 0 es cero, puesto que B= 0 en dicho momento. Φ2 = 0
En t = 0,8 seg. El flujo magnético a través de una vuelta de la bobina es: Φ1 = B * A
Φ1 = 0,5 T * 0,0324 m2
Φ1 = 0,0162 T m2
Por tanto, la magnitud de la fem inducida es:
ΔΦB = Φ1 – Φ2 = 0,0162 T m – 0 = 0,0162 T m22
N = 200 vueltas.
Δt = 0,8 seg
tB N ΔΔ=φε
voltios4,05 seg 0,82m T 3,24 seg 0,82m T 0,0162 200 tB N ===ΔΔ=φε
ε = 4,05 voltios

Ley...