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RESUMEN CAMPO MAGNÉTICO. Antonio J. Barbero Dpto. Física Aplicada UCLM. FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UNA CARGA EN MOVIMIENTO. La fuerza magnética:. * Actúa sobre cargas en movimiento. * Perpendicular al plano determinado. por velocidad y campo magnético. * Actúa como fuerza centrípeta.

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Presentation Transcript
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RESUMEN CAMPO MAGNÉTICO

Antonio J. Barbero

Dpto. Física Aplicada UCLM

slide2

FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UNA CARGA EN MOVIMIENTO

La fuerza magnética:

* Actúa sobre cargas en movimiento

* Perpendicular al plano determinado

por velocidad y campo magnético

* Actúa como fuerza centrípeta

(cambia la dirección del vector

velocidad, no su módulo)

trayectoria

slide3

Componente paralela a

Componente perpendicular a

FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UNA CARGA EN MOVIMIENTO (II)

Véase que

Trayectoria de la partícula cargada en el campo magnético: mientras que la componente perpendicular de la velocidad hace que describa una órbita circular, la componente paralela introduce una deriva que transforma la trayectoria en una espiral.

La trayectoria proyectada en plano XY es una órbita circular cuyo radio depende de la carga q y de la masa m de la partícula.

Fuerza magnética = Fuerza centrípeta

Trayectoria proyectada en plano XY

Periodo de la órbita

slide4

FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UNA CARGA EN MOVIMIENTO (III)

Una carga se mueve en un campo magnético. Asocie cada trayectoria con el esquema A, B, C o D correspondiente.

A)

B)

C)

D)

A) Carga positiva descendente

C) Carga positiva ascendente

B) Carga negativa descendente

D) Carga negativa ascendente

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L es la distancia PQ

MOMENTO MAGNÉTICO

FUERZAS MAGNÉTICAS SOBRE CORRIENTES

Fuerza sobre un elemento de corriente

Espira plana

Momento magnético

Fuerza sobre un tramo conductor

Efectos del campo B sobre el momento magnético

Fuerza sobre corriente rectilínea

Torque que tiende a alinearlo con el campo

Energía potencial de la configuración

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Si q < 0, el sentido del campo magnético es opuesto al del del producto

CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR UNA CARGA MÓVIL

Campo creado en un punto arbitrario P

Constante magnética

Si q > 0, el sentido del campo magnético es el mismo que el del producto

CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR UNA CARGA QUE VIAJA HACIA FUERA DEL PLANO DEL PAPEL

Carga negativa

Carga positiva

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Contribución de cada elemento de corriente al campo magnético en P

1) Véase que

2) Todos los elementos

a YZ

son

4) El módulo de todos

3)

los elementos

es el mismo, pues el

radio R es constante.

CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR UNA CORRIENTE (I)

Ejemplo: cálculo del campo magnético en el centro de una espira conductora de radio R situada sobre el plano YZ, que transporta una corriente I en sentido antihorario.

Campo magnético en P: Ley de Biot y Savart

El subíndice L de la integral se refiere a la longitud total del conductor que transporta la corriente.

slide8

CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR UNA CORRIENTE (II)

Ley de Ampère. Enunciado:

La circulación del campo magnético a lo largo de una curva cerrada es proporcional a la corriente neta que atraviesa cualquier superficie delimitada por la curva.

La ley de Ampère resulta de utilidad para el cálculo del campo magnético que gocen de apropiadas condiciones de simetría.

Ejemplo: cálculo del campo magnético alrededor de un conductor rectilíneo indefinido que transporta la corriente I.

Sobre cualquier circunferencia de radio R concéntrica con el conductor, el módulo del campo magnético será el mismo, ya que todos los puntos de la circunferencia se encuentran a igual distancia de los elementos de corriente que constituyen las fuentes del campo magnético. Además, existen tantos elementos de corriente a un lado como a otro del plano determinado por la superficie del círculo delimitado por la circunferencia, luego el campo magnético debe estar contenido por simetría en el plano de dicho círculo, y debe ser paralelo al elemento de longitud tangente a la circunferencia.

Circulación a lo largo de la curva C

CIRCULACIÓN

Indica curva cerrada

Ley de Ampère. Formulación matemática:

Dirección tangente

I se refiere a la corriente neta que atraviesa cualquier superficie delimitada por la curva cerrada C.