EM2011 Serie de Problemas 02 -Aplicaciones- G 12NL31 José Riveros Universidad Nacional de Colombia Depto. de Física Mayo 2011

Aplicaciones Dibuje un esquema que ilustre el principio de funcionamiento de un espectrómetro de masas y explicite dónde están las leyes de Maxwell. 2 1 3

Explicación Los elementos que constituyen el espectrómetro deben estar en el interior de una cámara de vacío. La muestra gaseosa (situada a la izquierda de la figura) se ioniza mediante un haz de electrones. Los iones positivos son acelerados por un campo eléctrico (Por ley de Coulomb). Entre las placas aceleradoras existe un campo eléctrico, por lo que los iones experimentarán una fuerza dada por Luego el haz de iones circula por una zona del espacio donde existe un campo magnético B. La fuerza que ejerce el campo magnético sobre una carga es: F=q v x B que es perpendicular al campo magnético y al vector velocidad de carga. (Ley de Lorenz) Como la fuerza (representada en verde en la figura) es perpendicular a la trayectoria de los iones, estos tendrán una aceleración centrípeta, y se desviaran describiendo una trayectoria curva

Aplicaciones Dibuje un esquema que ilustre el principio de funcionamiento de un magnetrón (el corazón de un horno de microondas) de masas y explicite dónde están las leyes de Maxwell

Explicación Es un tubo electrónico tipo diodo que se emplea para producir los 2450 MHz de energía de microondas necesarios. Se clasifica como diodo porque no tiene rejilla como un bulbo ordinario. Crea un campo magnético en el espacio entre el ánodo (la placa), y el cátodo sirve como rejilla. La figura es una sección típica de un magnetrón. Las configuraciones exteriores de magnetrones distintos varían según la marca y el modelo; pero las estructuras básicas internas son las mismas; es decir, el ánodo, el filamento, la antena, y los imanes. (Ley de Lorenz)(Ley de Coulomb) El CAMPO MAGNETICO lo producen imanes intensos permanentes que están montados alrededor del magnetrón, para que el campo magnético sea paralelo con el eje del cátodo.

Soldadura por Electroimán Metal de Aporte Conductor Helicoidal de corriente inducida Herramienta – Soldadura de Punto Figura esquemática (Vista Frontal) Diseño Primario – Concepción de la Idea

Explicación - Diseño Por medio de un electroimán que posee potencia significativa se induce una corriente eléctrica a través de un alambre conductor helicoidal ensamblado de tal forma que el eje del electroimán y el eje del alambre sea el mismo. Por ley de Faraday, al haber una variación del campo magnético se induce una corriente eléctrica en el alambre helicoidal generando una gran acumulación de carga en los respectivos extremos. Por ley de Joule el alambre aumenta su temperatura tanto así que excede el punto de fusión del material de aporte que se utiliza para realizar la soldadura.

Observaciones Esta tarea es para ser entregada en la semana del 23 al 26. Grupo 10 Lunes 23 de mayo Grupo 12 Martes 24 de mayo Grupo 09 Jueves 26 de mayo