viernes, 1 de junio de 2012

Movimiento de cargas

Movimiento de Cargas en un campo electrico:

Como ya sabemos un campo electrico uniforme es en el que  el vector intensidad del campo eléctrico tiene el mismo módulo, dirección y sentido en todos sus puntos, en cuyos caso las líneas de campo eléctrico son equidistantes y paralelas.
                                                                                                                  Vf--Vo  
En este tipo de Campo la formula para sacar la intensidad sería: E=           d




Experimento de Millikan.


Thompson años antes había experimentado y comprobado la existencia del electrón, pero fue Milllikan quien descubrió su carga. a través de gotas de aceite quería llegar a dos puntos: 

-La determinación de la su masa o radio midiendo la velocidad de caída en ausencia de campo eléctrico.
-La determinación de su carga midiendo la velocidad en presencia de campo eléctrico.
Por lo que llegó al resultado que  la carga de cada gota era múltiplo entero de la cantidad 1.6·10-19 C.

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhZCsEOCQlin9qtFmsMNKYH4ALYZNq5apaRAr86fe5gL37TmEtrvPVGnGWZA5PhYxH6QRbu6CGa1dpyFxjPMdMDMzqbta5leofL8suI34UGkWrFkxDQYHciGotj_DMQ2-woiJe9th3UhuLg/s1600/millikan.jpg


Imanes:

Un imán es un material capaz de producir un campo magnético exterior y atraer el hierro, por eso estudiaremos este material tan particular.

¿Que sucede dentro de un iman?

En el interior de la materia existen pequeñas corrientes cerradas debidas al movimiento de los electrones que contienen los átomos, cada una de ellas origina un microscópico imán o dipolo. Cuando estos pequeños imanes están orientados en todas direcciones sus efectos se anulan mutuamente y el material no presenta propiedades magnéticas; en cambio si todos los imanes se alinean actúan como un único imán y en ese caso decimos que la sustancia se ha magnetizado. 



 

Campo magnético:Si consideramos un polo magnético aislado, de intensidad p, se define como campo magnético H , la fuerza que experimenta un polo magnético positivo de intensidad la unidad, debido a la presencia en el espacio del polo magnético considerado:
V·s

----


r2









Unidad: 

unidad de intensidad magnética en

SI es el TESLA (T)



Líneas de Inducción: Del mismo modo que el campo eléctrico E puede representarse mediante líneas de campo eléctrico, también el campo magnético B puede ser respresentado mediante líneas de campo magnético 



Campo eléctrico de la Tierra
        •El campo magnético va variando su inclinación según en qué parte de la Tierra estemos: en los Polos es elúnico lugar donde las líneas son perpendiculares a lasuperficie terrestre. Además, el campo magnético terrestre, va variando con el transcurso del tiempo geológico; así, por ejemplo, durante los últimos 5millones de años, se han producido más de 20inversiones, siendo la más reciente, hace unos 700000años.

 









CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME un campo magnético uniforme, de tal manera que la partícula se mueve con una velocidad  perpendicular al campo .





EXPERIMENTO THOMSON



Las líneas de campo eléctrico poseen la dirección de la fuerza eléctrica sobre la carga positiva, mientras que las líneas de campo magnético son perpendiculares a la fuerza magnética sobre una carga móvil y las líneas de campo eléctrico comienzan en las cargas positivas y terminan en las cargas negativas; las líneas de campo magnético forman circuitos cerrados


Movimiento de una carga puntual en un campo magnético.

 Los campos magnéticos no realizan trabajo sobre las partículas y no modifican su energía cinética.

Veamos la siguiente imagen. cabe notar en la imagen que la fuerza magnética es perpendicular a la velocidad de la partícula haciendo que se mueva en una órbita circular. 

 

 

 

 

 

La fuerza magnética proporciona la fuerza centrípeta necesaria para que la partícula adquiera la aceleración del movimiento circular. (se explica lo de la 2da ley de Newton)


- La fuerza magnética es proporcional a la carga q.
- La fuerza magnética es proporcional al módulo de la velocidad v.
- La fuerza magnética es perpendicular al plano definido por los vectores de campo magnético y velocidad.
- La fuerza magnética es proporcional al seno del ángulo formado por los vectores de velocidad v y campo magnético B. En el caso de que este ángulo fuera cero, o sea que los dos vectores fueran paralelos, la fuerza magnética sería nula.





Efecto Magnético de una corriente  o Efecto Oersted


Algo de Historia…


Hans Christian Oersted (1777-1851), fue un físico y químico danés. En 1820 hizo el descubrimiento de que si se envía una corriente eléctrica a través de  un cable se crea un campo magnético que se aplique.






Oersted demostró  que  cuando se envía una corriente eléctrica por un alambre, la aguja de la brújula también se mueve cuando se paga y se enciende.
¿Por qué sucede esto?







Bueno, en su experimento se comprobó  que una corriente eléctrica que circula por una alambre, produce un campo magnético que incide en la orientación en una brújula.



Se coloca una brújula sobre la lamina de plástico cerca del alambre, y se observa su orientación espacial (la cual es producida por el campo magnético terrestre). Al conectar el alambre rectilíneo  a la batería, se observa que la aguja de la brújula se mueve, adoptando la orientación.







Estos e explica, la corriente eléctrica que circula por el alambre genera un campo magnético a su alrededor, la cual actúa sobre  la brújula y produce un par de fuerzas
Que la obliga a orientarse tangentemente a las líneas  de fuerza.

A continuación se muestra la orientación que adopta  la aguja de la brújula cunado por el conductor:

a)no circula corriente
b)circula hacia el sur
c) circula hacia al norte





La manera de obtener con facilidad el sentido del campo magnético es la regla de la mano derecha: si con esta mano envolvemos el conductor, como si nos fuésemos a afirmar de él, de modo que el pulgar apunte en el sentido de la corriente (de + a –).


a) un alambre recto, 



 b) una espira circular 




c) una bobina con varias espiras.





El campo magnético producido alrededor de un conductor  que porta corriente también puede visualizarse empleando  limaduras de hierro.La  figuras ilustran las lineas de campo maagnetico en tres situaciones.



Fuerzas Magnéticas sobre una 

corriente



 La corriente es un conjunto de cargas eléctricas en movimiento y experimentan una fuerza de origen magnético junto con el conductor que las porta. Un conductor recto de longitud L, que porta  una corriente de intensidad I en forma perpendicular a un campo magnético B.








Las fuerza magnetica sobre  una carga en movimiento esta dada por :



F: qvBsenq

I =q/Δt

(carga circulante q  en cirto intervalo de tiempo)

v= ΔL/Δt

Remplazando estas expresiones en aquella para la magnitud  de la fuerza, obtenemos:

F= (I Δt)* ΔL*senq/ Δt

Consideramos que el angulo de velocidad  y el campo es igual a 90º.

F=I*L*B



La fuerza es nula si el conductor es paralelo al campo y máxima si es perpendicular al campo. La dirección  de esta fuerza es perpendicular al plano formado por el conductor  y las líneas de fuerza magnéticas y su sentido se puede determinar  con la regla de la mano IZQUIERDA.






Fuerzas magnéticas entre dos conductores paralelos

Fuerzas magnéticas que se ejercen mutuamente dos corrientes paralelas. Si las corrientes tienen el mismo sentido, los hilos se atraen, y si tienen sentido contrario, los hilos se repelen.
Supondremos que l es mucho mayor que d, deforma que podremos aplicar los resultados para corrientes indefinidas.












El modulo del campo magnético B1 creado por un conductor largo y recto, de longitud L, que porta una corriente I a la distancia r de él. 
Esta dad por:










Aplicación de la fuerza eléctrica  y magnetica: el motor ectrico de corriente continua (c.c)


Motor eléctrico, es el que transforma la energía eléctrica en energía mecánica.

El campo magnetico es generado por un iman permanente, en el que se encuentra una bobina(conjunto de espiras en un conductor)cuyos extremos están unidos a un par  de  semianillos conmutadores  de la corriente  que al girar lo hacen apoyados  en escobillas de carbón fijas.


Esta ala ser conectada  con una fuente de poder, la corriente circulara  con un sentido AB al opuesto de CD, causando  el giro de las bobinas