termodinamica 4 1 parte

Tema 4. Campo magnético en el vacío
Introducción
1ª parte: Efectos del campo magnético
1.1 Fuerza sobre una carga móvil.
1.2 Descripción del movimiento de partículas cargadas en el seno de un campo magnético.
1.3 Fuerza sobre un elemento de corriente.
1.4 Fuerza sobre una corriente finita.
1.5 Momento dinámico sobre una espira de corriente. Momento magnético de una espira.
2ª parte: Fuentes yecuaciones del campo magnético
3.1 Campo creado por un elemento de corriente. Ley de Biot y Savart.
3.2 Principio de superposición del campo magnético.
Aplicaciones: Campo magnético creado por un hilo de corriente rectilíneo e indefinido.
Campo magnético creado por una espira en un punto de su eje.
Campo magnético creado por un solenoide en un punto de su eje.
3.3 Ley de Ampere.
Aplicaciones: Campomagnético en el interior de un cilindro de corriente indefinido
Campo magnético en el interior y el exterior de un solenoide ideal.
Campo magnético creado por un toroide
3ª parte: Acción entre corrientes paralelas. Definición de Amperio.
4ª parte: Flujo del campo magnético
2.1 Líneas de campo y flujo magnético
2.2 Ley de Gauss para el magnetismo

5ª parte: Materiales magnéticos (Tema 5)
1

Campomagnético. Introducción
Fuentes
Campo
Eléctrico

Cargas en reposo

Campo
Magnético

Cargas en
Movimiento

Actúan
sobre:
Cargas en
reposo
Cargas en
movimiento

(Imanes naturales y
artificiales.
Corrientes eléctricas)

Imanes: ( naturales o artificiales). Su origen está en pequeños circuitos de dimensiones atómicas
o moleculares, de forma que en las sustancias magnetizadas todos estos circuitos soncoplanarios y
recorridos por intensidades del mismo sentido de forma que los efectos magnéticos se suman intensificándose.
Imanes artificiales: sustancias que se convierten en imanes al
actuar sobre ellas un imán.

Un imán tiene 2 polos: NORTE y SUR (no se pueden aislar polos
magnéticos)
Polos: zonas donde los efectos magnéticos son más intensos
Si se cuelga un imán de un hilo delgado, siempre unode los polos apunta al norte
Prototipo de imán: laminilla de acero imantada en forma rómbica: Magnetómetro
N

S

Se orienta en un campo magnético

2

1

“La tierra es un gran imán”
(Su núcleo tiene grandes cantidades de Fe y Ni)

Polo Norte

N

S

Polo Sur

Un magnetómetro que pueda girar libremente se orienta
con uno de sus polos hacia el N geográfico y otro hacia el S
3

Las líneas del campomagnético terrestre atrapan las
partículas cargadas que viajan hacía la tierra.

4

2

El campo magnético se representa por líneas de fuerza

Líneas de fuerza creadas por un imán
Las líneas de fuerza del campo magnético son líneas cerradas
Por convenio las líneas de fuerza salen del N y llegan al S y van del S al N en el interior del imán
Un magnetómetro dentro de un campo magnético nos indica elsentido de las líneas de campo
en la posición de equilibrio estable.

5

Unión de Electricidad y Magnetismo: (Oersted 1819)
En los principios del desarrollo de la Física se pensaba que no había relación alguna
entre la Electricidad y el Magnetismo.
Pero aparecieron experiencias que hicieron reconsiderar la cuestión:
1. Aguja imantada (brújula) se desvía al paso de una corriente eléctrica

I

2. Unhilo conductor por al que pasa una corriente eléctrica orienta limaduras de hierro
Las líneas de fuerza son circulares situadas en planos perpendiculares al conductor

Las causas del campo magnético son las cargas en
movimiento (corrientes eléctricas)
6

3

1. Efectos del campo magnético
1.1 Fuerza sobre una carga móvil
Zona donde existe un

B

y una carga q, moviéndose con

v

en esa zona. Sobrela carga aparece una fuerza magnética.

módulo : q vBsenϕ

Fmag = q v × B

dirección : ⊥ plano formado por v y B
sentido : el del producto vectorial
q>0
contrario al del p. vectorial q < 0

z

z
Fmag

v
x

•
ϕ

y

q>0

v

B

ϕ

q<0

y

B
Fmag

x

Dirección

•

Dirección

Nota: para simplificar el dibujo se han supuesto

v

y

B

en el plano xy.

7

Unidades del campo magnético

Fmag = qvBsenϕ →...