Trabajo Práctico Final “Magnetismo”

Historia El fenómeno del magnetismo ya era conocido por los antiguos griegos Habían observado que un mineral de Magnesia atraía a los objetos de hierro Lo llamaron Magnetita En el siglo XII se utilizaba un tipo de brújula para la navegación Las agujas imantadas tenían 2 polos donde se dirigían las fuerzas de atracción y repulsión En 1820 (segunda década del s. XIX) empieza a aclararse la relación entre la electricidad y el magnetismo Aparecen Oersted, Amepere y Faraday entre otros.

Teorías Ampere: Maxwell La fuente fundamental del magnetismo no es el polo magnético sino una corriente eléctrica Es debido a micro espiras de corriente dentro del material Maxwell En 1860 demuestra que un campo eléctrico variable origina uno magnético y viceversa

Campo magnético Es propio de la naturaleza Un átomo tiene propiedad magnética, porque se comporta como un imán; por lo tanto toda la materia va a tener una propiedad magnética Es provocado por el movimiento de cargas eléctricas Como afirmaba Ampere La Tierra tiene su propio campo magnético generado por los polos que se encuentran situados en ambos extremos (al revés de la denominación)

Fuerza sobre una carga en movimiento Se puede definir un campo magnético ( 𝐵 ) en algún punto en el espacio en función de una fuerza magnética ( 𝐹 ) que se ejerce sobre una partícula (q) que se mueve a una velocidad ( 𝑣 ) Es decir, si ponemos una carga positiva dentro de un campo magnético constante

Podemos observar las siguientes propiedades |𝐹 |∝𝑞 La magnitud de la fuerza es proporcional al tamaño de la partícula Cuanto más grande es la partícula mayor fuerza se necesita para mover la (q) |𝐹 |∝ |𝐵 | La magnitud de la fuerza es proporcional a la magnitud del campo magnético Cuanto más “potente” es el campo magnético, más fuerza se necesita para mover la (q) 𝐹 ∝ 𝑣 El vector 𝐹 es proporcional al vector 𝑣 Por ejemplo: Si 𝑣 =0, entonces 𝐹 =0

Si 𝑣 va en dirección del campo 𝐵 , entonces 𝐹 =0 Si 𝑣 va en dirección del campo 𝐵 , entonces 𝐹 =0. Sin importar el sentido

Si 𝑣 va en dirección del campo 𝐵 , entonces 𝐹 =0 Si 𝑣 va en dirección del campo 𝐵 , entonces 𝐹 =0. Sin importar el sentido

𝐹 ⏊ 𝐵 La fuerza ejercida sobre la carga es perpendicular al campo magnético Si la velocidad 𝑣 es perpendicular al campo 𝐵 , la 𝐹 es máxima

Dirección de la fuerza “Regla de la mano derecha” El índice debe apuntar en dirección y sentido de la velocidad El dedo medio debe apuntar en dirección y sentido del campo magnético Por último, para cargas positivas el dedo pulgar nos indicará la dirección y sentido de la fuerza ejercida Para cargas negativas, será en el sentido contrario al pulgar

Trayectoria de la carga La fuerza magnética ejercida modifica la trayectoria de la carga eléctrica, haciéndola describir un círculo perfecto. Como la fuerza siempre es perpendicular a su velocidad, y por ende el desplazamiento; el trabajo realizado es W= 0 La energía de la carga se mantiene constante y su velocidad también.

Intensidad del campo magnético Definición: Es la fuerza que actúa sobre la carga unitaria, moviéndose a velocidad unitaria, perpendicularmente al campo En el Sistema Internacional, la unidad de B es el Tesla ( T ) y corresponde la intensidad tal que una carga de 1C, moviéndose perpendicularmente con una velocidad de 1 m/s, recibe una fuerza de 1N.

B puede representarse también mediante líneas pero existen diferencias con el campo eléctrico La fuerza que actúa es perpendicular a B, no tiene la misma dirección Las líneas de campo forman círculos cerrados. No hay puntos en el espacio donde las líneas comiencen o terminen

Campo magnético alrededor de una corriente eléctrica Para un conductor rectilíneo de longitud infinita La intensidad de campo 𝐵 es Directamente proporcional a la intensidad de corriente (I). Inversamente proporcional a la distancia Cuanto más alejado del conductor, mayor intensidad

Inducción Electromagnética Es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Descubierto por Michael Faraday.

Ley de Lenz El sentido de las corrientes o fuerza electromotriz inducida es tal que se opone siempre a la causa que la produce, o sea, a la variación del flujo.

Ley de Lenz Cont.

Propiedades Magnéticas de la Materia Paramagnéticos: Refuerzan moderadamente el campo magnético Ferromagnéticos: Refuerzan mucho el campo magnético Diamagnéticos: Debilitan el campo magnético

Corriente Alterna Se caracteriza porque la magnitud y la dirección presentan una variación de tipo cíclico.

Impedancia  es una medida de oposición que presenta un circuito a una corriente cuando se aplica una tensión.

Transformadores Dispositivos que son alimentados con una tensión de CA y entrega otra también alterna. Partes: Núcleo: compuesto por chapas ferromagnéticas. Bobinado Primario: Es el bobinado que se conecta a la red de CA Bobinado Secundario: Obtiene la tensión transformada