Campo Magnético
CAMPO MAGNÉTICO Angela Patache Patache
[email protected] Erika ElizabethTaday Morocho
[email protected] Elvis Paucar
[email protected] Fernán Alexis Silva
[email protected] Henry Lema
[email protected]
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL CHIMBORAZO fórmulas para la resolución de problemas que incluyan Campo Magnético.
Todos utilizamos fuerzas magnéticas. Están en el corazón de los motores eléctricos, cinescopios de televisión, hornos de microondas, altavoces, impresoras y unidades lectoras de discos. Los aspectos más familiares del magnetismo son aquellos asociados con los imanes permanentes, que atraen objetos de fierro que no son magnéticos, y que atraen o repelen otros imanes. La naturaleza fundamental del magnetismo es la interacción de las cargas eléctricas en movimiento. A diferencia de las fuerzas eléctricas, que actúan sobre las cargas eléctricas estén en movimiento o no, las fuerzas magnéticas sólo actúan sobre cargas que se mueven.
RESUMEN:
PALABRAS CLAVES:
2.2 Específicos:
- Investigar conceptos de Campo Magnético, y sus aplicaciones mediante fórmulas matemáticas. . Comprender algunas aplicaciones del campo magnético.
III. MARCO TEORICO 3.1 DESCUBRIEMIENTO DE OERSTED Y AMPERE 3.1.1 Oersted: En 1820, descubrió que una corriente que circula por un alambre puede generar un campo magnético; de tal forma que, si le acercamos una aguja imantada el cual puede girar alrededor de su eje, y le ponemos frente a un alambre conductor en forma de espiras (figura 1) que lleva una corriente i, esta aguja tiende a alinearse con el campo producido por el hilo conductor, de la misma forma que lo hace girar un imán natural a la aguja imantada. (Figura 2)El Trabajo de Oersted demostró que el movimiento de cargas eléctricas puede producir efectos magnéticos.
Carga puntual, magnetismo,
energía, fuerza.
I. INTRODUCCIÓN: Los fenómenos magnéticos fueron observados por primera vez al menos hace 2500 años, con fragmentos de mineral de hierro magnetizado cerca de la antigua ciudad de Magnesia. Esos trozos eran ejemplos de lo que ahora llamamos imanes permanentes que ejercen fuerzas uno sobre otro y sobre trozos de hierro que no están magnetizados. Los imanes poseen dos extremos un extremo que se llama polo norte o polo N; el otro extremo es el polo sur o polo S. Los polos opuestos se atraen y los polos iguales se rechazan. La Tierra misma es un imán. Su polo norte geográfico está cerca del polo sur magnético, lo cual es la razón por la que el polo norte de la aguja de una brújula señala al norte terrestre. El eje magnético de nuestro planeta no es del todo paralelo a su eje geográfico, así que la lectura de una brújula se desvía un poco del norte geográfico.
II. OBJETIVOS. 2.1 General:
Figura 1. Imán formado por un alambre enrollado por el cual circula una corriente y hace girar a una aguja magnética.
El presente trabajo tiene como objeto indagar conceptos básicos del Campo magnético, Así como el manejo de
1
Campo Magnético
||
⃗ ⃗⃗
donde Donde es la magnitud de la carga y es el angulo medio desde la dirección de hacia la dirección de , como se muestra en la e cuación. 0 Fmax= Cuando el ángulo entre y es igual a 90 0 Fmin= Cuando el ángulo entre y es igual a 0
3.2.4 Dirección :
Se utiliza la misma regla de la mano derecha que se empleó para definir el producto vectorial Dibuje los vectores y con sus orígenes unidos. Imagine que gira hasta que apunta en dirección de (gire por el más pequeño de los dos ángulos posibles). Doble los dedos de su mano derecha en torno a la línea perpendicular al plano de y , de modo que se enrosquen con el sentido de rotación de y Entonces, su pulgar apunta en dirección de la fuerza (figura 4).
⃗ ⃗
Figura 2. Imán natural hace girar a una aguja magnética.
3.1.2 AMPERE: Los fenómenos magnéticos proceden de fuerzas originadas entre cargas eléctricas en movimiento.
⃗ ⃗
3.2 CAMPO MAGNÉTICO 3.2.1 Campo de inducción magnética B: Decimos que existe un campo magnético en un punto si se produce una fuerza sobre una partícula cargada que se mueva a través de dicho punto. Existen dos tipos de fuerzas magnéticas: - La creada por un imán permanente y el magnetismo de la tierra. - La creada por una corriente eléctrica i, circulando por un alambre.
3.2.2 CARACTERISTICAS MAGNÉTCIA
DE
LA
FUERZA Figura 4. Cálculo de la dirección de la fuerza magnética sobre una partícula cargada en movimiento
- Su magnitud es proporcional a la magnitud de la carga. - La magnitud de la fuerza también es proporcional a la magnitud, o “intensidad”, del campo. - La fuerza magnética depende de la velocidad de la partícula. - La fuerza magnética no tiene la misma dirección que el campo magnético sino que siempre es perpendicular tanto al campo magnético magnético como a la velocidad (figura (figura 3).
3.2.5 Unidades:
[] [ ] ⁄
3.3 LINEAS DE INDUCCION MAGNETICA
En la figura 5 se muestran las líneas de inducción magnética para, un imán permanente (recto), un alambre conductor de corriente i, y de una espira que lleva corriente i.
Figura 3. F es perpendicular al plano que Contiene y .
3.2.3
⃗
Magnitud
: La magnitud
de la fuerza es proporcional a la componente de perpendicular al campo; cuando esa componente es igual a cero (es decir, cuando y son paralelas o anti paralelas), la fuerza es igual a cero. Su magnitud está dada por:
||||
(a) 2
Campo Magnético
Figura 6. Electrones desplazándose en un alambre conductor de (-) a (+)
(b)
La corriente en un alambre de metal es transportada por los electrones libres siendo el número de electrones por unidad de volumen del alambre. La longitud dl del alambre contiene electrones libres, siendo el volumen de la sección de alambre de sección transversal qué se está considerando. La fuerza total sobre los electrones libres en el alambre y, por consiguiente, la fuerza sobre el alambre mismo es:
(1) (2) (3) (4) (5)
(c)
Figura 5. Geometría de las líneas de inducción magnética para: a) Imán Recto b) Alambre Recto c) Espira que lleva una corriente i
Siendo, la velocidad de arrastre de los electrones y el valor de ( ) igual a la corriente . Reemplazando valores e integrando nos de la ecuación (5) que sirve para calcular la fuerza que produce un campo magnético externo sobre el alambre que leva corriente :
∫
2.3.1 Características de las líneas de inducción magnética: - Salen de polo norte. - Entran al polo sur. - No se cruzan entre s. - Su concentración por unidad de área (densidad de líneas de inducción) es proporcional a la magnitud del campo magnético . - La tangente a una línea de inducción en un punto cualquiera da la dirección de B en ese punto.
IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
4.1 Conclusiones: - El campo magnético es una región del espacio en la cual una carga eléctrica puntual de valor que se desplaza a una velocidad, sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad como al campo. Así, campo. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente igualdad.
3.4 Fuerza magnética sobre un conductor: Una corriente , es un conjunto de cargas en movimiento. Debido a que un campo magnético ejerce una fuerza lateral sobre una carga en movimiento, esperamos que también ejerza una fuerza lateral sobre un alambre que lleva corriente. La (figura 6) muestra un tramo de alambre de longitud que lleva una corriente y que está colocado en un campo magnético . .
||
Donde es la fuerza, es la velocidad y el campo magnético, también llamado inducción magnética y densidad de flujo magnético. (Nótese que tanto como v y son magnitudes vectoriales y el producto vectorial tiene como resultante un vector perpendicular tanto a v como a ).
3
Campo Magnético
Henry Paúl Lema Ordóñez
- El sonido y radio está relacionado con el magnetismo, fenómeno de la resonancia, es un principio magnético, o sea creado por una emisión de electrones de forma magnética. Además el Campo magnético rotativo. Esto combinado con la "frecuencia", natural o generada, tiene un sinfín de aplicaciones. Radio, microondas, rayos.
4.2 Recomendaciones: - El estudio del campo magnético ha logrado avances en la ciencia para la creación de aparatos electrónicos; Al entender estos conceptos podemos tener una idea clara del funcionamiento de estos aparatos así como las precauciones a la hora de manipular objetos magnéticos cerca o sobre aparatos electrónicos.
Fernan Alexis Silva Espinoza
V. REFERENCIAS
[INF 2009] p, Infante. “Electromagnetismo básico e introducción a los circuitos eléctricos”. [ZEM 2001] s, Zemansky “Fisica Universitaria con Fisica Moderna” Decimosegunda edición. [SER 2001] r, Serway “Fisica para Ciencias e Ingeniería” Quinta edición. Estudiantes Escuela Superior Politécnica del Chimborazo, Facultad Informática y Electrónica, Escuela Ingeniería Electrónica Control y Redes Industriales.
C.V:
Angela Augusta Patache
Erika ElizabethTaday Morocho
Elvis Geovanny Paucar Cujilema
4
