CAMPO MAGNÉTICO

1. ORIGEN DEL CAMPO MAGNÉTICO

1.1. ORIGEN DEL CAMPO MAGNÉTICO Los extremos de un imán se denominan POLOS El poder de atracción es máximo en los polos y prácticamente nula en su parte central. Los polos se denominan: polo norte y polo sur . El polo que señala hacia el Norte geográfico se denomina polo norte del imán (N) y el que se orienta hacia el Sur de la Tierra recibe el nombre de polo sur del imán (S).

1.2. CARACTERÍSTICAS DE LOS IMANES Los polos opuestos se atraen y los polos iguales se repelen Es imposible aislar los polos magnéticos de un imán. No es posible, obtener un imán con un solo polo magnético (semejante a un cuerpo cargado con electricidad de un solo signo).

1.3. CLASIFICACIÓN DE IMANES Los imanes permanentes mantienen sus propiedades aunque deje de actuar la causa que produce la imantación. Los imanes construidos con acero son de este tipo. Estos imanes se utilizan en la construcción de diversos aparatos eléctricos, como dinamos, amperímetros, voltímetros, motores, etc. Los imanes temporales pierden sus propiedades magnéticas cuando deja de actuar sobre ellos la causa que produce la imantación. Los imanes construidos con hierro dulce son de este tipo. Estos imanes se utilizan para fabricar electroimanes para timbres eléctricos, telégrafos, teléfonos etc.

1.4. REPRESENTACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO La zona de influencia generada por un imán se denomina CAMPO MAGNÉTICO y tiene las siguientes características: Se representa mediante LINEAS DE FUERZA cerradas que salen del polo norte y entran por el polo sur. La dirección es sugerida por la orientación que adquieren las limaduras de hierro Una mayor densidad de líneas (líneas más juntas) representa un campo más intenso ( modulo, mayor). Menor densidad de líneas (líneas más separadas) representa un campo menos intenso ( modulo, menor). La magnitud representativa del campo se denomina INDUCCIÓN MAGNÉTICA, y representa la intensidad del campo en un punto La intensidad con la que los polos de un imán se atraen o se repelen varía conforme al inverso del cuadrado de la distancia

1.4. REPRESENTACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO

1.4. REPRESENTACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO DIRECCIÓN Y SENTIDO DEL CAMPO

1.5. INTRODUCCIÓN AL ELECTROMAGNETISMO Una corriente eléctrica (partículas cargadas en movimiento) produce un campo magnético: Hans Christian Oersted, 1820

2. ACCIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO

2.1. FUERZAS SOBRE CARGAS EN MOVIMIENTO Observaciones experimentales dentro de un campo magnético: Si abandonamos una carga en reposo  F = 0 Si la partícula incide en dirección paralela al vector campo  F = 0 Si incide en cualquier otra dirección experimenta una F, siendo máxima cuando dicha partícula incide en la dirección perpendicular a dicho campo F es proporcional al valor de la carga y su velocidad F es perpendicular al plano formado por v y de B Cargas de distinto signos experimentan fuerzas de sentidos opuestos Esto matemáticamente implica: F = q v B senθ Esta fuerza es conocida como FUERZA DE LORENTZ

2.1. FUERZAS SOBRE CARGAS EN MOVIMIENTO FUERZA DE LORENTZ Módulo: F = q v B senθ (θ es el ángulo formado por v y B) Dirección: perpendicular al plano de v y B Sentido: regla de la mano derecha La unidad del campo magnético en el SI es el TESLA (T) Es una unidad muy grande, por lo que a veces, suele usarse una unidad menor conocida como Gauss: 1 G = 10-4 T EJ: Pág.121  3,4 y 5

2.2. FUERZA SOBRE ELEMENTOS DE CORRIENTE Corriente eléctrica: conjunto de partículas en movimiento en un conductor EJ: Pág.123  6

2.3. FUERZA SOBRE UNA ESPIRA

La partícula cargada describe un MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME 2.4. MOV. DE PARTÍCULAS QUE INCIDEN PERPENDICULAR EN B Una partícula cargada que penetra en dirección perpendicular a un campo magnético, experimenta una fuerza perpendicular, según la regla de la mano derecha. vp La partícula cargada describe un MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

2.4. MOV. DE PARTÍCULAS QUE INCIDEN PERPENDICULAR EN B Ej.: Un protón incide perpendicularmente en el campo B Experimenta una fuerza que, según la regla de la mano derecha, sería: vp Una partícula cargada positivamente que penetra en dirección perpendicular a un campo magnético uniforme saliente al plano del papel, describe un MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME en el sentido de las agujas del reloj (horario) R

2.4. MOV. DE PARTÍCULAS QUE INCIDEN PERPENDICULAR EN B Ej.: Un protón incide perpendicularmente en el campo B vp Experimenta una fuerza que, según la regla de la mano derecha, sería: Una partícula cargada positivamente que penetra en dirección perpendicular a un campo magnético uniforme entrante en el plano del papel, describe un MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME en el sentido contrario a las agujas del reloj (antihorario) R

2.4. MOV. DE PARTÍCULAS EN EL INTERIOR DE B Ej.: Un electrón incide perpendicularmente en el campo B velectrón Experimenta una fuerza que, según la regla de la mano derecha, sería: Una partícula cargada negativamente que penetra en dirección perpendicular a un campo magnético uniforme saliente del papel, describe un MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME en sentido contrario a las agujas del reloj (antihorario) R

2.4. MOV. DE PARTÍCULAS EN EL INTERIOR DE B Ej.: Un electrón incide perpendicularmente en el campo B vp Experimenta una fuerza que, según la regla de la mano derecha, sería: Una partícula cargada negativamente que penetra en dirección perpendicular a un campo magnético uniforme entrante en el plano del papel, describe un MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME en el sentido de las agujas del reloj (horario) R EJ: Pág.128  9

2.5. APLICACIONES Aceleradores de partículas: Ciclotrón Espectrógrafo de masas Selector de velocidades Auroras boreales

Aceleradores de partículas: El ciclotrón http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/ciclotron/ciclo.html

Espectrómetro de masas http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/espectrometro/applet.html

Selector de velocidades:

2.6. MOV. DE PARTÍCULAS QUE INCIDEN OBLÍCUAMENTE EN B Una partícula cargada que penetra oblícuamente a un campo uniforme describe un movimiento helicoidal, resultante de la descomposición de un movimiento circular y otro rectilíneo y uniforme EJ: Pág.128  8

3. CAMPOS CREADOS POR DISTINTOS TIPOS DE CORRIENTES

Las líneas de campo son círculos concéntricos 3.1. CORRIENTE RECTILÍNEA Campo magnético creado por un conductor rectilíneo e indefinido por el que circula una corriente eléctrica I. Las líneas de campo son círculos concéntricos Módulo: Dirección: Tangente a las líneas de campo. Sentido: Regla de la mano derecha μ0: permeabilidad magnética del vacío, μ0=4π10-7 N/A2 I

3.2. ESPIRA Módulo en el centro de la espira: B Módulo en el centro de la espira: Dirección: perpendicular al plano de la espira . Sentido: Regla de la mano derecha

3.3. SOLENOIDE Módulo: Dirección: Recta tangente a las líneas de campo. Sentido: Regla de la mano derecha

FUERZA ENTRE CORRIENTES