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Cátedra Física II 1

Electroestática Electrodinámica Magnetismo Termodinámica Ondas y óptica

física

Magnetismo



física

¿Quién? ¿Cuándo? ¿Qué?

Chinos XIII aC Brújula

Griegos 800 aC piedras que atraían pedazos de metales.

Pierre de Maricourt

1269 Traza las líneas magnéticas. Polos del imán

William Gilbert

1600 Profundizó lo anterior. Diversidad de

materiales.

Tierra es un gran imán permanente.

Campos magnéticos



física



física


John Mitchell 1750

Los polos magnéticos ejercen fuerzas atractivas o repulsivas entre

si. Descubrimiento de la inseparabilidad de los polos.

Andre Ampere

1775-1836 Fuerza magnética entre

conductores por los que circula corriente.

Campos magnéticos



física


Oersted

1819 Descubre cómo variaciones en una

corriente eléctrica afectan a una brújula.

Faraday 1820

Corriente eléctrica puede producirse en un circuito moviendo un imán cerca del

circuito o cambiando la corriente en otro circuito cercano.

Joseph Henry

1797-1878 Un campo magnético produce un campo

eléctrico.



física

Maxwell Unificación de la

teoría del electromagnetismo

Leyes de Maxwell



física

Para describir un campo magnético, debemos definir:

• Magnitud o intensidad

• Dirección

http://www.walter-fendt.de/ph11s/mfbar_s.htm

Trazado líneas de campo de un imán

¿Podemos fabricar un imán?

../../../../Fabiana/fisica/AnimacionesBuenas/magnet-and-compass_en.jar



física

¿Quién genera o puede generar un campo eléctrico?

¿Qué efecto produce sobre una partícula?

¿Qué característica debe tener esa partícula?

Repasemos campo eléctrico



física

¿Qué pasa con el campo magnético?

Campo Magnético

Es generado SÓLO por partículas cargadas en

movimiento

Actúa SÓLO sobre partículas cargadas

en movimiento



física

Definimos en función de la fuerza que ejerce sobre una partícula cargada q en movimiento

BvF

senF

BvqF

B

B

B

ay alar perpendicu es

)( ángulo del depende

,,

Z

X

Y B

v

+q

¿Cómo es la fuerza magnética?



física

La expresión vectorial para la fuerza magnética es:

BF q v B BF

B

v

+q

Unidades B: [ N / A m] = Wb/m2 = Tesla



física

Diferencias entre la fuerza eléctrica y la magnética:

Fuerza eléctrica Fuerza magnética

Dirección del campo

En la misma Perpendicular

Actúa sobre una partícula

cargada

independientemente de la velocidad

Sólo cuando esta en movimiento

Trabajo Realiza al desplazar una

partícula cargada

No realiza. No cambia la energía cinética.



física

Partícula cargada moviéndose con velocidad constante perpendicular a un campo magnético uniforme

B

v +q

FB

R

q Bv

R m

Partículas en movimiento



física

¿Si la velocidad no es perpendicular al campo magnético?

Radio de la hélice

Movimiento helicoidal de la partícula con velocidad constante no perpendicular a un campo uniforme

mvR

q B



física

¿Si el campo magnético no es uniforme?

Confinamiento de plasmas calientes http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/110/htm/sec_16.htm

Cinturones de radiación de Van Allen debido al campo terrestre http://colos.inf.um.es/disegrafsimula/Alumnos/04_Fornet_Sergio/Cinturones_de_Van_Allen.html



física

Ejemplo: electrones acelerados por una diferencia de potencial entran a una región con campo magnético. Sabiendo el radio de curvatura determinar el campo magnético.

v

BmF

r

q



física

Aplicaciones del movimiento de partículas cargadas en campos magnéticos



física

)( BvqFm

EqFe

v

q

En muchos experimentos con partículas cargadas es

importante que todas posean la misma velocidad

E

Fuente de

iones q

v

mF

qv

eF

B

Selector de velocidades

Selector de velocidades



física

v

mF

E

B

r

B

Ev

'B

Espectrómetro de masas

Espectrometro



física

En el selector, las partículas que no se desvían, cumplen:

Relación carga-masa (Experimento de Thomson)

111,7588 × 10 C/kge

m Thomson

Millikan m = 9,109 × 10-31kg



física

Medir el signo de VH da el signo de los portadores de carga

+ - R

i

v

q

)( BvqFm

EqFe

HV

En un conductor metálico la parte superior está a menor potencial que la inferior, los portadores llevan cargas negativas

H

I Bn

e lV

Cantidad de portadores

Efecto Hall

VH = v d B



física

)( BliFm

i

B

vq

B

qF

A

Fuerza magnética sobre un conductor recto que transporta corriente eléctrica estacionaria



física

)( BldiFd m

b

a

m BdiF )(

id

B B

mFd

b

a

d

Fuerza magnética sobre un conductor que transporta corriente eléctrica estacionaria



física

Ejemplo: Fuerza sobre un conductor semicircular

Un alambre doblado en forma de un semicírculo de radio R forma un circuito cerrado y conduce una corriente I. El circuito se encuentra en el plano xy, y un campo magnético uniforme esta presente a lo largo del eje y positivo, como se muestra en la figura. Encuentre la fuerza magnética sobre la porción recta del alambre y sobre la porción curva.



física

I

I

I

I

B

B

2F

4F

3F

1F

a

b

Momento sobre una espira

A



física

Momento de fuerzas

Bm

AIm

Momento magnético

m



física

Hacer trabajo Practico N 8 Próxima clase. Moodle Problema 7 Trabajo practico N°8.

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