13 Ley de Biot-Savart –conductor recto finito (Gp:) P (Gp:) x (Gp:) L1 (Gp:) L2 (Gp:) I
Se puede probar, utilizando la ley de Biot y Savart, que si por si por un conductor de longitud finita (L = L1+L2), circula una corriente I, como se muestra en la figura, el campo creado a una distancia x vale
14 Ley de Ampère La circulación del campo magnético en una curva cerrada C, es igual a ?0 multiplicada por la corriente eta encerrada en la curva. (Sin corrección de Maxwell)
15 Campo magnético de un solenoide
16 Materiales magnéticos m = km m0 =(1+c ) m0 Todo material responde a la presencia de un campo magnético y, si se coloca en una región donde existe un valor de campo B0 (en el vacío), dentro del material se producirá un cambio del campo, llegando a un valor B, de modo que se define la permeabilidad magnética relativa del material como Permeabilidad magnética del material: Tres tipos de de sustancias: diamagnéticas (km < 1, pero en la mayoría de los materiales es de unas pocas partes por millón menor a 1), paramagnéticas (km > 1, pero sólo en unas partes por millón) y ferromagnéticas (km > 1).
17 Materiales magnéticos Material diamagnético dentro de un B externo, las corrientes atómicas circulan dentro del material de tal modo que se produce un B interno que se opone al B externo. Materiales paramagnéticos. En estas sustancias los átomos (o moléculas) individuales tienen momentos magnéticos atómicos, pero los mismos están orientados al azar. Cuando se las coloca dentro de un campo magnético externo, tienen a alinearse en forma paralela, por lo que aumenta el campo externo. Diamagnéticos: cobre, oro, plomo, bismuto, plata, mercurio, silicio, diamante Paramagnéticos: aluminio, calcio, cromo, platino, tungsteno, oxígeno, magnesio, litio, niobio.
18 Materiales magnéticos: ferromagnetismo Materiales ferromagnéticos: momentos magnéticos atómicos interaccionan tan fuertemente y se alinean espontáneamente. En hierro o níquel, la magnetización espontánea está confinada en regiones llamadas dominios magnéticos, macroscópicamente pequeños pero microscópicamente enormes (del orden de 10-6 a 10-3 m) ya que comprenden millones de momentos magnéticos individuales. Cuando un material ferromagnético se coloca en un campo magnético externo, los dominios magnéticos no alineados inicialmente con el campo externo, giran alineándose y los ya alineados crecen a expensas de sus dominios vecinos, esto provoca un aumento muy grande del campo magnético, por lo que km >>1 (del orden de varios cientos, aunque varían con el valor del campo externo. Ejemplo: hierro, acero, cobalto, níquel, gadolinio, disprosio y materiales cerámicos.
19 Flujo magnético
20 Ley de inducción de Faraday
21 Ley de inducción de Faraday Ley de inducción de Faraday- La fem inducida (e ) en un circuito es igual a menos la derivada respecto al tiempo del flujo magnético (FB ) a través del circuito (es decir al negativo de la velocidad con que cambio con el tiempo el flujo magnético). Por lo que una fem puede ser inducida por: 1) variando la magnitud B respecto al tiempo; 2) variando el área del circuito respecto al tiempo, 3) cambiando el ángulo q entre la normal al plano y el campo B, y 4) mediante cualquier combinación de las anteriores.
22 Ley de Lenz Ley de Lenz- En un circuito conductor cerrado, la corriente inducida aparece en una dirección tal que ésta se opone al cambio que la produce. El signo de menos en la ley de Faraday indica esta oposición. Alternativamente se puede expresar como: La polaridad de la fem inducida es tal que ésta tiende a producir una corriente que crea un flujo magnético que se opone al cambio en el flujo magnético a través del circuito.
23 Ley de Lenz
24 Aplicaciones de la ley de inducción
25 Aplicaciones de la ley de inducción
26 Procedimiento experimental Campo magnético – estudio con imanes
Visualizar campo magnético terrestre mediante el empleo de una brújula. Efecto distintos materiales magnéticos sobre brújula. Identificar polos de un imán y analizar interacción entre los polos de los imanes. Estudio de la dependencia de la fuerza de repulsión que ejercen dos imanes entre sí al variar su separación.
27 Procedimiento experimental Electromagnetismo – Efecto Oersted, campo de un conductor rectilíneo Trazamos dirección del campo magnético terrestre (dirección norte-sur) y que pase por el conductor que estará en posición vertical. En un punto cualquiera de esta recta, el campo magnético creado por la corriente BI ? BTH. La aguja de la brújula se comportan como un cuerpo de momento magnético m. En presencia de un campo magnético B, éste ejerce un torque o par de fuerzas dado por: t = m x B. Se prueba que para el caso de la experiencia descrita anteriormente, la condición de equilibrio Estudio cuantitativo del campo magnético creado por un conductor rectilíneo recorrido por una corriente eléctrica.
28 Procedimiento experimental Electromagnetismo – Efecto Oersted, campo de un conductor rectilíneo BI = BTH . tg ? Estudio de dependencia del campo BI con la intensidad de la corriente que circula por el conductor (para una distancia fija) y para una corriente fija, la dependencia del campo BI con la distancia. Finalmente, para una distancia y corriente dada, se determinará la componente horizontal del campo magnético terrestre a partir del ángulo q medido
29 Procedimiento experimental Electromagnetismo – Efecto Oersted, campo de un conductor rectilíneo
30 Procedimiento experimental Electromagnetismo – Efecto Oersted, campo de un conductor rectilíneo ?Espira sin corriente, la brújula indica dirección del campo terrestre Espira con corriente, la brújula indica dirección del campo resultante
31 Procedimiento experimental Ley de inducción de Faraday Reproduciremos experiencias de Faraday: inducción de corrientes por variaciones flujo campo magnético. Conectaremos una bobina a un galvanómetro, moviendo un imán veremos como la aguja del instrumento indica el pasaje de corriente. Luego dispositivo consistente dos bobinas, una (primaria) conectada a una fuente de corriente continua variable y . como en el caso anterior y la segunda (secundaria) al galvanómetro . Se enciende fuente y se verifica con brújula existencia de un B en bobina secundaria y si circula corriente por la misma. Se realizarán variaciones en la tensión de la bobina primaria y se observará si aparece o no corriente inducida en la secundaria y que sentido tiene. Modelo de transformador de corriente.
32 Campo creado por una bobina ?Bobina sin corriente, la brújula indica dirección del campo terrestre Bobina con corriente, la brújula indica dirección del campo resultante
| Página siguiente |