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Contreras Miguel Pérez Alejandra Sandoval Luis Varillas Mally

Ley de Gauss para el magnetismo

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Page 1: Ley de Gauss para el magnetismo

Contreras Miguel Pérez Alejandra Sandoval Luis Varillas Mally

Page 2: Ley de Gauss para el magnetismo

Establece que el flujo del vector del campo magnético B es cero a través de cualquier superficie cerrada

Esta ecuación describe la observación experimental de que las líneas de campo magnético no divergen de ningún punto del espacio ni convergen sobre ningún otro punto, lo cual implica que no existen polos magnéticos aislados

Donde el vector B es la densidad del flujo magnético también llamada inducción magnética (Flujo magnético por unidad de área de una sección normal a la dirección del flujo)

∫B.ds=0

Page 3: Ley de Gauss para el magnetismo

Esto contrasta con el caso de una superficie que rodea a una carga de un dipolo eléctrico, donde el flujo eléctrico

neto no es cero.

Los campos magnéticos son continuos y forman

lazos cerrados.

Las líneas de campo magnético creadas por corrientes no

empiezan o terminan en ningún punto.

Para cualquier superficie cerrada, el número de líneas que entran en la superficie es igual al número que sale de la misma, flujo

magnético neto es cero.

Page 4: Ley de Gauss para el magnetismo

Que sean efectivamente cerradas

Como las líneas del campo de una espira circular o de un hilo infinito.

Que vayan del infinito al infinito

Por ejemplo, la línea de campo que va por el eje de una espira circular o de un solenoide.

Que se enrollen sobre sí mismas sin llegarse a cerrar

Supongamos la superposición de dos sistemas simples, una espira circular y un hilo infinito.

…QUE LAS LÍNEAS DE CAMPO MAGNÉTICO NO TENGAN EXTREMOS

PARECE INDICAR QUE DEBEN SER CERRADAS. SIN EMBARGO, NO TIENE

POR QUÉ SER ASÍ, LO QUE SON ES NO ABIERTAS. EXISTEN TRES

POSIBILIDADES:

En los dos primeros casos las

líneas son cerradas. Sin embargo,

en su superposición, las líneas

giran alrededor del hilo a la vez

que lo hacen en torno a la espira,

resultando líneas que dan vueltas

por la superficie de toros, sin

llegar a cerrarse nunca (en la

figura se ve parte de una

sola línea de campo).

Para sistemas un poco más

complejos, las líneas pueden ser

incluso caóticas, llenando toda

una región del espacio. De hecho,

dado que los sistemas reales no

poseen la perfecta simetría de

una circunferencia o de un hilo

idealmente rectilíneo, lo que

ocurre en todos los casos

prácticos es que las líneas no son

cerradas, sino que forman

madejas.

Page 5: Ley de Gauss para el magnetismo

Imagine una superficie con forma de cilindro de 20 cm de largo y 10

cm de radio dentro del campo magnético no uniforme descrito por las

líneas de campo de la figura. Si el flujo de campo magnético a través

de la superficie lateral del cilindro vale 8,0x10-4 Wb y a través de una

de las tapas vale -3,0x10-4 Wb, determine el flujo de campo

magnético a través de la tapa restante del cilindro.

ΦSup. cerrada = ΦBase 1 + ΦBase 2 + ΦSup. lateral

De acuerdo a la Ley de Gauss para el campo magnético:

ΦSup. Cerrada = 0

-ΦBase 2 = ΦBase 1 + ΦSup. Lateral - ΦBase 2 = - 3,0x10-4 Wb +

8,0x10-4

Wb ΦBase 2 = -5,0x10-4 Wb

http://lascienciasenmivida.wikispaces.com/file/vi

ew/ficha+ley+de+Gauss+para+el+campo+magnet

ico.pdf

Page 6: Ley de Gauss para el magnetismo

El campo magnético de la Tierra

(también conocido como el campo

geomagnético) es el campo

magnético que se extiende desde el

núcleo interno de la Tierra hasta su

confluencia con el viento solar, una

corriente de partículas de alta energía

que emana del Sol. Es

aproximadamente el campo de un

dipolo magnético inclinado en un

ángulo de 11 grados con respecto a la

rotación del eje, como si hubiera un

imán colocado en ese ángulo en el

centro de la Tierra. Sin embargo, a

diferencia del campo de un imán de

barra, el campo de la Tierra cambia

con el tiempo porque en realidad es

generado por el movimiento de las

aleaciones de hierro fundido en el

núcleo externo de la Tierra (la

geodinámica). El Polo Norte

magnético se «pasea», por fortuna lo

suficientemente lento como para que

la brújula sea útil para la navegación.

A intervalos aleatorios (un promedio

de varios cientos de miles de años) el

campo magnético terrestre se invierte

(los polos geomagnéticos norte y sur

cambian lugares con el otro) Estas

inversiones dejan un registro en las

rocas que permiten a los

paleomagnetistas calcular los

movimientos pasados de los

continentes y los fondos oceánicos

como consecuencia de la tectónica de

placas. La región por encima de la

ionosfera, y la ampliación de varias

decenas de miles de kilómetros en el

espacio, es llamada la magnetosfera.

Esta región protege la Tierra de la

dañina radiación ultravioleta y los

rayos cósmicos.

https://www.youtube.com/watch?v=mxZ9OJsO6PI

Page 7: Ley de Gauss para el magnetismo

Ejercicio resuelto: https://www.youtube.com/watch?v=nNF_mFmy-MQ

Ejercicios planteados: https://aparrella.files.wordpress.com/2012/03/ej-magnetismo-i-6to.pdf

Magnetismo terrestre: https://www.youtube.com/watch?v=cLZ82NWtyJ8

Page 8: Ley de Gauss para el magnetismo

Johann Carl Friedrich Gauss (30 de abril de 1777 – 23 de febrero de 1855, s.

XIX), fue un matemático, astrónomo y físico alemán que contribuyó

significativamente en muchos campos, incluida la teoría de números, el análisis matemático, la geometría diferencial, la

geodesia, el magnetismo y la óptica. Considerado "el príncipe de las

matemáticas" y "el matemático más grande desde la antigüedad", Gauss ha tenido una influencia notable en muchos campos de la matemática y de la ciencia, y es considerado uno de los matemáticos

que más influencia ha tenido en la historia. Fue de los primeros en extender

el concepto de divisibilidad a otros conjuntos.

Gauss fue un niño prodigio de quien existen muchas anécdotas acerca de su asombrosa precocidad siendo apenas un

infante, e hizo sus primeros grandes descubrimientos mientras era apenas un

adolescente. Completó su magnum opus, Disquisitiones Arithmeticae a los veintiún años (1798), aunque no sería

publicado hasta 1801. Un trabajo que fue fundamental para que la teoría de los

números se consolidara y ha moldeado esta área hasta los días presentes.