CAMPO MAGNETICO

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CAMPO MAGNETICO

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  • CAMPO MAGNTICO

    CAMPO MAGNTICO CREADO POR UNA CARGA PUNTUAL.

    B es la intensidad del campo magntico. Tesla, T. Q es la carga. Culombio, C. R es la distancia. Metros, m. es el ngulo entre y .

    CAMPO MAGNTICO CREADO POR UNA CORRIENTE RECTILINEA. Segn la ley de Biot y Savart, la induccin magntica que crea una corriente rectilnea indefinida en un punto, P, es directamente proporcional a la intensidad de corriente (I) e inversamente proporcional a la distancia (r) que hay entre la lnea de corriente y el punto.

    Newton/amperio2, N/A2. El sentido de giro de la corriente inducida lo obtenemos segn la regla de la mano derecha

    CAMPO MAGNTICO CREADO POR UNA ESPIRA.

    El campo magntico en el centro de una espira circular de radio R viene dado por la expresin:

    CAMPO MAGNTICO CREADO POR UN SOLENOIDE.

    LEY DE AMPERE: La circulacin del campo magntico a lo largo de una lnea cerrada es igual a la suma algebraica de las intensidades de las corrientes que

    atraviesan la superficie determinada por la lnea cerrada, multiplicado por la

    permeabilidad magntica del medio.

    Como consecuencia de esta ley podemos afirmar que el campo magntico NO es conservativo.

  • DEFINICIN DE AMPERIO. Un amperio es la intensidad de corriente elctrica que circula en sentido distinto por dos conductores rectilneos paralelos, separados un metro, cuando se repelen con una fuerza de 2.10- 7 N. por metro de conductor.

    LEY DE LORENTZ: la fuerza, , que ejerce un campo magntico, , sobre una carga, q, que se mueve con velocidad, , es proporcional a la carga, a la velocidad y al campo magntico.

    Como es perpendicular a y a , ser perpendicular a la trayectoria: m.a = q.v.B, siendo una aceleracin centrpeta. Al ser una fuerza perpendicular a la trayectoria, no produce trabajo (pues cos 90 = 0). En consecuencia no vara la energa de la partcula cargada, mantenindose constante su celeridad. MOVIMIENTO DE UNA CARGA EN EL INTERIOR DE UN CAMPO MAGNTICO UNIFORME. Si una carga penetra perpendicularmente en el interior de un campo magntico uniforme, se ver sometido a una aceleracin centrpeta y, por tanto, describir un movimiento circular uniforme de las siguientes caractersticas.

    La velocidad, o es un dato o hay que calcularla.

    LEY DE LAPLACE: la fuerza, , que acta sobre un segmento, de una

    corriente elctrica de intensidad I, situada en un campo magntico , es: d = I. x

    Aplicada a una corriente rectilnea tendremos: = I. x ACCIN ENTRE CORRIENTES ELCTRICAS RECTILNEAS. Dos corriente paralelas del mismo sentido se atraen, y si tienen distinto sentido, se repelen. En ambos casos la fuerza por unidad de longitud sobre cada conductor vale:

  • MOMENTO DE FUERZAS SOBRE UNA ESPIRA.

    El momento de fuerza sobre una espira en un campo magntico es = I. x

    PROBLEMAS PROPUESTOS EN LA U.I.B.

    1.- JUNIO 1998 Suposau que en una regi de l'espai tenim un camp elctric i un camp magntic de sentits oposats i que a l'interior daquesta regi deixam en reps una crrega positiva. Explicau el moviment que realitzar la dita crrega.

    En el interior de un campo magntico puede aparecer la Fmagntica = q.v.B.sen y en el interior de un campo elctrico aparece la Felctrica = E.q. Si la carga inicialmente est en

    reposo, v = 0, no aparece la F magntica y si la fuerza elctrica paralela a y del mismo sentido al ser q positiva. Se inicia un movimiento rectilneo y uniforme con aceleracin

    = m/s2. Al estar la carga en movimiento, v ser distinta de 0, pero se mueve

    paralela al campo magntico y no aparecer la fuerza magntica (sen = 0). La carga

    seguir pues con su movimiento rectilneo y uniforme con aceleracin = m/s2.

    2.- JUNIO 1998 Un prot que es mou dins un pla horitzontal amb una velocitat v entra dins una regi en la qual hi ha un camp magntic B perpendicular al pla horitzontal. Explicau i justificau la trajectria que descriur el prot.

    Segn la ley de Lorentz, , la Fmagntica debe ser perpendicular al

    vector velocidad y al vector campo magntico, pues es su producto vectorial. Aplicando la regla de la mano derecha tenemos el siguiente esquema.

    3.- SEP 1998 Digau si s certa o falsa la frase: La trajectria d'una crrega en moviment sempre canvia quan entra dins una regi en la qual hi ha un camp magntic. Raonau la resposta.

  • La afirmacin es falsa. La ley de Lorentz, , y su mdulo ser Fmagntica

    = q.v.B.sen . Si la carga entra paralela al campo magntico (sen = 0) su trayectoria no variar al no aparecer la fuerza magntica.

    4.- SEP 1998 Tenim un electr en reps. Es pot posar en moviment mitjanant un camp elctric? I mitjanant un camp magntic?

    Si el campo es elctrico aparecer la Felctrica = E.q de sentido contrario a y la carga se

    mover con M.R.U.A. de

    Si el campo es magntico no aparece la Fmagntica pues v = 0. El electrn permanecer en reposo.

    5.- JUNIO 1999 Una crrega elctrica, q = +3.2 1019 C i de massa 6.7 1027 kg, entra en una zona amb camp magntic B uniforme, dirigit perpendicularment al full i cap a dintre del paper. Lamplada de la zona s de 2 m (vegeu la figura). a) Indicau dues o tres trajectries possibles per a la crrega dintre daquesta zona segons el mdul de la v amb qu entra (v s perpendicular a B). b) Si el mdul de B val 103T, quina s la velocitat mnima que ha de tenir la crrega perqu travessi tota la zona? 955224 m/s. c) Quin tipus de partcula podria ser aquesta crrega? (Partcula ) Si canvissim el signe de la crrega, qu canviaria en els apartats anteriors? En a) el sentido de giro y en b) nada.

    a) A mayor mayor radio.

  • b) Aplicamos la frmula: y sustituimos R por 2m.

    6.- SEP 1999 Una crrega elctrica, q, entra amb velocitat v en una regi en la qual noms hi ha un camp magntic uniforme, B; descriviu qualitativament quins tipus de trajectria pot fer la crrega dintre daquest camp segons langle que facin v i B.

    Si y son perpendiculares la trayectoria es circular. Si no lo son, la trayectoria es en helicoidal.

    7.- SEP 1999 Indicau qualitativament com funciona un alternador. Al hacer girar una espira en el interior de un campo magntico uniforme se produce una variacin de flujo en el interior de la espira, lo que, segn la ley de Faraday produce una corriente elctrica inducida en la misma. La variacin de flujo es cambiante, aumenta disminuye aumenta lo que, segn la Ley de Lenz, produce una variacin en el sentido de giro de la corriente en la espira. As se genera una corriente alterna, que cambia de sentido a lo largo del tiempo.

    8.- SEP 2000 La ratlla contnua de la figura separa dues zones, una, lesquerra, t un camp elctric uniforme, E, i laltra, la dreta, un camp magntic uniforme, B, dirigit perpendicularment al full i cap a dintre. Una crrega elctrica positiva, q, a una distncia, d, de la ratlla que separa els dos camps accelera des del reps (degut al camp elctric) i arriba al punt P amb velocitat v. a) Calculau el mdul de v en funci de q, m (massa de la crrega), d i del mdul E del camp elctric. b) Quin moviment far desprs la crrega elctrica? (Feu un dibuix i justificau-lo.) c) A quina distncia del punt P dentrada tornar a entrar a la zona del camp elctric? Donau aquesta distncia en funci de v, q, m i del mdul del camp magntic, B.

    q

    q+

  • a) Aplicamos la frmula

    b)

    c) Aplicamos la frmula

    9.- JUNIO 2000 Un electr (massa: 9.1 x 10-31 kg, crrega elctrica: 1.6 x 10-19 C) es mou en una regi sense cap camp de forces, amb una velocitat de 108 m/s en la direcci i el sentit indicats a la figura i arriba a un unt, P, en el qual entra en una regi amb un camp magntic, B, perpendicular al paper i cap a dintre.

    a) Quina intensitat ha de tenir B a fi que lelectr torni a la primera regi per un punt, Q, situat a 30 cm de P? B = 3792.10- 4T

    b) A quin costat de P est situat Q? 75 cm. Por debajo de P c) Si augmentam en un factor 2 la intensitat de B, a quina distncia de P

    tornaria lelectr a la primera regi? 15 cm.

    a) Aplicamos la frmula sustituyendo la R por 015 m.

    b) Por encima de P.

    q

    q+

  • c) Aplicamos la frmula sustituyendo la B por el doble del resultado

    de a).

    10.- JUNIO 2000 Un corrent elctric que circula per un fil crea un camp magntic. Un camp magntic, crea sempre un corrent elctric per un fil que el travessa? Raonau la resposta.

    11.- JUNIO 2001 Les lnies de camp elctric E ens indiquen la direcci de la fora que actuaria sobre una crrega q situada en un punt de la lnia. Les lnies dun camp magntic B ens donen la mateixa informaci pel que fa a la fora magntica que actua sobre la crrega q? Si no s aix, quina informaci ens faltar per deduir la direcci de la fora deguda al camp B?

    Las lneas de campo magntico no nos indican la direccin de las fuerzas magnticas. Para deducir la direccin de la fuerza, es necesario conocer, adems de las lneas de campo magntico, la direccin del vector velocidad de la partcula cargada situada en dicho campo. En este caso, la fuerza magntica que acta sobre la partcula cargada es perpendicular a la velocidad de la carga y al campo magntico. Recuerda la regla de la mano derecha.

    12.- JUNIO 2001 Un electr que es mou amb velocitat constant v entra en una regi on hi ha un camp magntic B uniforme i perpendicular a la velocitat v. Descriviu i justificau la trajectria que seguir lelectr mentre es mogui en la regi on hi ha camp magntic.

    Segn la regla de la mano derecha:

    q

    q+

  • 13.- JUNIO 2002 Tenim lespai dividit en dues regions (vegeu la figura); a la I hi tenim un camp elctric constant i uniforme dintensitat 1.6104 N/C en la direcci i el sentit indicats a la figura, i a la II, un camp magn