EM2011 Serie de Problemas 02 -Aplicaciones- G12NL33SEBASTIAN SEBASTIAN ROMAN Universidad Nacional de Colombia Depto de Física Mayo 2011

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

La espectrometría de masas se fundamenta en la separación de partículas moleculares o atómicas por su diferente masa. El proceso de la espectrometría de masas comprende básicamente cuatro etapas: Ionización de la muestra. Aceleración de los iones por un campo eléctrico. Dispersión de los iones según su masa/carga. Detección de los iones y producción de la correspondiente señal eléctrica. En estos procesos se ven inmersas las relaciones de maxwell ya que en la aceleración de iones las partículas se someten a un campo magnético y posteriormente describen una trayectoria circular alrededor del campo

Aplicaciones 2.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

El magnetrón es un tubo electrónico que se emplea para producir 2450 MHz de energía en un microondas, El magnetrón posee un filamento metálico de titanio que al hacerle circular una corriente eléctrica, se calienta y produce una nube de electrones a su alrededor (Ley de joule y richardson), posteriormente El flujo de electrones al interior del tubo electrónico es curvado por un campo magnético (ley de Lorentz), este campo magnético es creado por imanes permanentes esto se puede inferir de la ley de gauss para campo magnético dentro de las ecuaciones de maxwell según la cual no existen monopolos magnéticos sino al contrario las líneas de campo son cerradas. El magnetrón convierte la energía eléctrica en ondas electromagnéticas (Ley de ampere dentro de las ecuaciones de maxwell) lo cual es la conclusión mas importante dentro del desarrollo de las ecuaciones de maxwell ya que predicen que cargas eléctricas en movimiento producirán campos electromagnéticos, además que los campos magnéticos cambian la trayectoria de cargas según sus líneas de campo.

Diseño Basado en la Leyes del electromagnetismo y resto de información que Usted ha aprendido en este curso de física diseñe un dispositivo, aparato, sistema, etc. Generacion electrica a partir del calentamiento de un fluido mediante ondas electromagneticas (“termomagnetoelectrica”)

Por medio de radiación térmica en el espectro de los rayos infrarrojos se podría calentar un fluido de trabajo como el agua perteneciente al ciclo de maquina térmica en una termoeléctrica convencional, con esto pretendería que no se utilizara quema de combustibles fósiles como el petróleo en una caldera o generadora de vapor y así evitar la contaminación del ambiente por dióxido de carbono, en resumidas cuentas cambiaria el foco caliente de una termoeléctrica por radiación infrarroja o cualquier otra onda electromagnética que sea capaz de calentar el agua a tal punto de llevarla hasta vapor sobrecalentado a altas presiones que posteriormente pase por una turbina y se mueva un eje que genere energía eléctrica (turbogenerador).

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