Departamento de Física

Presentación del tema: "Departamento de Física"— Transcripción de la presentación:

1 Departamento de Física
Universidad de Jaén Magnetismo Jose Alberto Moleón

2 1- Introducción Magnetismo Natural

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4 1 - Introducción q , v  0  E  0; B  0
Interacciones entre magnetismo y electricidad: Oersted (s. XIX) fue el primero en encontrar la relación entre Electricidad y Magnetismo: la Intensidad de corriente en un cable desorienta las brújulas cercanas. Luego Ampère y otros continuaron estudiando esas interacciones: I q , v = 0  E  0; B = 0 q , v  0  E  0; B  0 Fue Ampère el que enunció que “la verdadera fuente de campo magnético es la corriente eléctrica”.

5 2 - Fuerza Magnética Fuerza ejercida por un campo magnético sobre una carga en movimiento: Unidades de B: N s / C m = J s / C m2 = V s / m2 = Tesla

6 2 - Fuerza Magnética 1) La fuerza magnética es nula si: v = 0 ó v || B
Si añadimos un campo eléctrico, también se ejercerá fuerza eléctrica, aunque la carga esté en movimiento, Ley de Lorentz: Definimos también el Flujo Magnético: Unidades: m2 V s / m2 = V s = Weber PROPIEDADES: 1) La fuerza magnética es nula si: v = 0 ó v || B 2) La fuerza magnética es siempre perpendicular a: v, B y, por tanto, también a la Trayectoria.

7 2 - Fuerza Magnética 3) Dado B uniforme, los únicos movimientos posibles son: Lineal (v || B) Circular (v  B) Helicoidal

8 2 - Fuerza Magnética En el caso de movimiento circular son iguales la fuerza centrifuga y la eléctrica: F elec = F mag q v B = m v2 /m  Aplicaciones: espectrómetro de masas, aceleradores. Simulación

9 3 – Interacciones entre corrientes
Si en una zona de campo magnético hay un cable por el que circula una intensidad de corriente I, este sufrirá una fuerza magnética. Tenemos:

10 3 – Interacciones entre corrientes
Si consideramos una espira cuadrada dentro de un campo magnético, sobre cada lado se ejercerá una fuerza:

11 3 – Interacciones entre corrientes

12 4 – Cálculo de Campo Magnético
Ejemplos: 1) Corriente Rectilínea: Para un conductor indefinido: 1 = - /2; 2 = /2;

13 4 – Cálculo de Campo Magnético
2) Interacciones entre Corrientes: Igual al contrario: Definición de Amperio:

14 4 – Cálculo de Campo Magnético
3) En el centro de la espira r = R:

15 Solenoide Rectilíneo:
5 –Ley de Ampère. Ley de Ampère A B C D dl Solenoide Rectilíneo: donde n es la densidad de espiras (N/L)

16 Física Eléctrica. J.A.Moleón
6- Ley de Faraday Faraday y Henry (s. XIX), por separado, observan el siguiente fenómeno: "Un campo magnético variable induce corriente eléctrica en un conductor". O mejor dicho, la variación del número de líneas de campo que atraviesan la espira. Física Eléctrica. J.A.Moleón

17 Física Eléctrica. J.A.Moleón
6 – Ley de Faraday Para calcular esa corriente inducida, consideramos el circuito siguiente con una parte móvil: Ley de Faraday Física Eléctrica. J.A.Moleón

18 7 – Generador simple de c. a.
Aplicamos la Ley de Ampère:

19 7 – Generador simple de c. a.
Este sistema constituye un Generador simple de c.a.: Al contrario, si hacemos pasar una c.a. por la espira dentro de un B  esta se moverá con una cierta velocidad angular w  será un Motor simple de c.a.

20 4 – Autoinducción Si por una espira circula una intensidad de corriente variable, el B producido también será variable, y este a su vez, inducirá corriente. Podemos reescribir la Ley de Lenz: I L  Coeficiente de Autoinducción L =  / I  1 wb / 1 A = 1 Henrio fem autoinducida

21 5 – Inducción mútua El flujo magnético de una bobina puede llegar a otra cercana: M  Coeficiente de Inducción mútua (sólo depende de la geometría) Si M es constante: Simulación Simulación

22 9 – Circuito RL Al conectar el interruptor la corriente aumenta desde cero, por tanto se producirá fem: Aplicamos la Ley de Ohm: Solución: Curva exponencial.

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