Fuerzas magnéticas Introducción Fuerza magnética sobre cargas en movimiento Fuerza sobre una corriente Acción de un campo magnético sobre una espira plana. Momento magnético Efecto Hall Más

Más Movimiento de una carga puntual en un campo magnético Selector de velocidades Espectrógrafo de masas Ciclotrón Motor eléctrico Fuerza magnética sobre corrientes Efecto Hall sobre una cinta metálica Momento magnético en una espira Fuerza magnética sobre una espira

Introducción. Campo magnético Imanes: Se atraen o repelen entre sí, de manera similar a las cargas eléctricas Polos de un imán: polo norte y polo sur. (análogos a las cargas + y -)

Introducción. Campo magnético Diferencia esencial Magnetismo-Electricidad: Es imposible aislar un polo magnético (monopolo) En la zona del espacio donde se manifiestan los efectos de los polos magnéticos se dice que hay un Campo Magnético (B) Los efectos de un B son distintos según se consideren distintas direcciones en el espacio: El Campo Magnético es anisótropo

Fuerza sobre una carga en movimiento Cuando una carga eléctrica q se mueve, con velocidad v, dentro de un campo magnético B, sobre ella aparece una fuerza F que: Es proporcional a q y a v Se anula cuando v va en una dirección determinada Es perpendicular a la dirección anterior y a la de v El sentido de F viene definido por la regla de la mano derecha, respecto de la dirección anterior y v Es proporcional al seno del ángulo que forman dicha dirección y v Tipler, capítulo 28, Sección 28.1

Fuerza magnética sobre cargas en movimiento -q  v B F q   v U.S.I. B Tesla, Gauss 1 T = 104 G Bterrestre  0.56 G

r r Ejemplo r r F r F B = 4 T v = 106 m/s v = 106 m/s   q1 = 1 nC y  q1 = 1 nC v = 106 m/s r q3 = 1 nC v = 106 m/s  r r F v = 106 m/s 37º q2 = -1 nC r r F B = 4 T x

Movimiento de una carga puntual en un campo magnético  B r  F  v

Movimiento helicoidal  B  F  v  v

Selector de velocidades qvB r B + + + + + + + r r v E - - - - - - - qE

Espectrógrafo de masas  B r Película fotográfica v Selector de velocidades

Ciclotrón (independiente del radio)

Fuerza sobre una corriente  B Para un conductor rectilíneo y uniforme:

Ejemplo de fuerzas sobre corrientes B constante   B  FAB I A B r   B Corriente cerrada y uniforme: r F = 0

Acción de un campo magnético sobre una espira plana. Momento magnético  B I  F4 F3 F2 F1  S  m  b  a I  S hacia afuera S hacia dentro Momento magnético Momento de las fuerzas

Fuerza magnética y momento magnético  B z I  F2  F4  S  F3  b  F1 y  a x

Galvanómetro Resorte N S Bobina Núcleo de hierro dulce

Motor eléctrico

Efecto Hall con portadores positivos  I + - -VH  r va r J rF d r B

Efecto Hall con portadores negativos  I + - VH r va r J d rF r B

Fuerza magnética sobre corrientes  F1 i = 2 A i = 2 A  F3=0 i = 3 A  F2   B = -2k T

Efecto Hall sobre una cinta metálica VH = vaBa = VH r F a = 2 cm 200 A 22.7 mV 1 mm densidad electrónica nº de electrones libres por átomo densidad atómica = 8.261028 e-/m3 = 7.5610-4 m/s

Momento magnético en una espira z   B = Bj x y 60º S I y 30º x

Fuerza magnética sobre una espira   B = Bj z a b I c y x Tema siguiente