Tema Magnetismo

Campos magnéticos
Análisis de fenómenos eléctricos
electromagnéticos y ópticos

Magnetismo
Desde la antigüedad se sabe que ciertos
materiales, llamados imanes, tienen la
propiedad de atraer pequeños trozos de
metal. Esta propiedad atractiva se llamó
magnetismo.
S

Imán de
barra
S

N
N

Polos magnéticos
Limadur
as de
hierro

N

S

Imán suspendido:
el extremo que
busca el N y el
extremo quebusca
el S son los polos N
y S.

La intensidad de un
imán se concentra en los
extremos, llamados
“polos” norte y sur del
imán.
W
N

S

N

Imán de
barra

S

N
E
Brújula

Atracción-repulsión
magnética

S

S

N

N

N

Fuerzas
magnéticas:
polos iguales se
repelen

S
S

N
N
S

Polos distintos se
atraen

Líneas de campo magnético
Las líneas de
campo magnético
se pueden describir
al imaginar una
pequeñabrújula
colocada en puntos
cercanos.
La dirección del

campo magnético
B en cualquier
punto es la misma
que la dirección
que indica esta
brújula.

N

S

El campo B es fuerte
donde las líneas son
densas y débil donde
las líneas están
esparcidas.

Líneas de campo entre
imanes
Polos
distintos

Atracción

N

S

Salen de N y
entran a S

N
Polos iguales

N

Repulsión

Densidad de las líneas de
campoCampo
eléctrico

N

Líneas de flujo de campo
magnético 


B
A

A

S

Densidad de línea

N
E
A

A



N

Densidad de línea

Al campo
campo magnético
magnético BBaa veces
veces se
sele
lellama
llama
Al
densidad de
de flujo
flujo en
en webers
webers por
por metro
metro cuadrado
cuadrado
densidad
22).
(Wb/m
(Wb/m ).

Densidad de flujo magnético
• Las líneas de flujo
magnético son
continuas ycerradas.
• La dirección es la del
vector B en dicho punto.
• Las líneas de flujo NO
están en la dirección de
la fuerza sino .
Cuando
Cuandoel
elárea
áreaAAes
es
perpendicular
perpendicularal
alflujo:
flujo:


B
A

A



Densidad de
flujo magnético:


B  ;  = BA
A

La unidad de densidad de flujo es el weber por metro
cuadrado.

Cálculo de densidad de flujo cuando
el área no esperpendicular
El flujo que penetra al área A
cuando el vector normal n
forma un ángulo  con el
campo B es:

n
A





 BA cos

B

El ángulo es el complemento del ángulo a que el plano del área
forma con el campo B. (cos  = sin 

Origen de campos
magnéticos

Recuerde que la intensidad de un campo
eléctrico E se definió como la fuerza eléctrica
por unidad de carga.
Puesto que no se han encontradopolos
magnéticos aislados, no se puede definir el
campo magnético B en términos de la fuerza
magnética por unidad de polo norte.
En
Envez
vezde
deello
ellose
severá
veráque
quelos
los
campos
camposmagnéticos
magnéticosresultan
resultande
de
cargas
cargasen
enmovimiento,
movimiento,no
node
decarga
carga
oopolos
polosestacionarios.
estacionarios.Este
Estehecho
hechose
se
cubrirá
más
tarde.
cubrirá mástarde.

E

+
+

v

B v

Fuerza magnética sobre carga
en movimiento
Imagine un tubo que
proyecta carga +q con
velocidad v en el campo B
perpendicular.

F

N

B
v

S

El experimento muestra:

F  qvB

Fuerza magnética F hacia
arriba sobre carga que se
mueve en el campo B.

Lo siguiente resulta en una mayor fuerza magnética
F: aumento en velocidad v, aumento en carga q y
un mayor campo magnéticoB.

Dirección de la fuerza
magnética
Regla de la mano
derecha:
Con la mano derecha plana,
apunte el pulgar en dirección
de la velocidad v, dedos en
dirección del campo B. La
palma de la mano empuja en
dirección de la fuerza F.

F

B
v

N

F

B
v

S

La
La fuerza
fuerza es
es mayor
mayor cuando
cuando la
la velocidad
velocidad vv es
es
perpendicular
perpendicular al
al campo
campo B.
B. La
Ladesviación
desviación
disminuye
disminuye aa cero
cero para
para movimiento
movimiento paralelo.
paralelo.

Fuerza y ángulo de
trayectoria
N
N
N

S

La fuerza de desviación es mayor
cuando la trayectoria es
perpendicular al campo. Es menor
en paralelo.

F  v sen

S
S

F
v sen 



v

B
v

Definición del campo B
Observaciones experimentales muestran lo siguiente:

F  qv sen

o

F
 constante
qv...