Campo magnetico Flashcards
¿Cómo se produce un campo magnético?
Un campo magnético es producido por cargas eléctricas en movimiento (corriente eléctrica). Además un campo magnético puede producir movimiento en cargas eléctricas (es decir que puede inducir una corriente eléctrica).
¿Cómo medir el campo magnetico?
Primero se encuentra la fuerza eléctrica y se resta de la fuerza total.
Después se pone una carga de prueba con una velocidad v, el campo magnético B siempre será perpendicular a v independientemente de su dirección.
Si variamos la dirección de la velocidad de una carga en un punto P veremos que la fuerza depende del ángulo y que habrá un ángulo donde la fuerza es máxima.
Al variar la velocidad de la carga también varia la fuerza de manera directa
El campo magnético esta dado entonces por F=qvBsenθ donde θ es el ángulo más pequeño entre v y B. El campo magnético se mide en Teslas que equivalen a 10^4 Gauss.
La fuerza de Lorentz
Cuando una partícula cargada siente un campo eléctrico E y un campo magnético B entonces la fuerza total es F=qE+ (qv×B) donde F, E, v y B son vectores. En términos escalares cuando la fuerza de Lorentz es 0 se simplifica a que v=E/B
La fuerza magnética deflectora
La fuerza magnética deflectora es una fuerza que actúa sobre partículas cargadas cuando pasan por un campo magnético. Sus propiedades son que:
1. No cambia la velocidad de la partícula.
2. Siempre actúa perpendicularmente a la velocidad de la partícula.
Esto es un MCU, por lo que se puede calcular el radio con la fórmula: r = mv / |q|B, también se puede calcular la velocidad angular como w = |q|B / m y la frecuencia como f=|q|B / 2πm
Velocidad en un ciclotrón
La velocidad en un ciclotrón depende del radio en el que salga la partícula v = |q|BR/m
El efecto Hall
El efecto Hall consiste en someter un conductor con corriente a un campo magnético y medir el voltaje en dirección al campo magnético, esto debido a que el campo magnetico desviara las cargas hacia un lado del conductor, generando una diferencia de potencial. Al final se puede afirmar que n=iB/etV donde i es la corriente, e la carga del electrón, t es grosor de la placa conductora y V la diferencia de potencial que se crea.
Fuerza magnética en un conductor con corriente.
Cuando un conductor con una corriente se somete a un campo magnético la fuerza que experimentan los electrones es:
F= -nALev_d × B donde L es el largo del segmento, ahora si definimos el vector L de tal manera que su magnitud sea el largo del segmento y su dirección igual a la de la corriente entonces F=iL×B y su magnitud solo sera F=iLB. Si el campo o el conductor no es uniforme entonces podemos usar dF = i*ds × B
Momento de torsión de una espira
Cuando se somete una espira a un campo magnético esta suele rotar por su eje, entonces el momento de torsión esta dado por τ=iabBsenθ donde i es la corriente que circula por la espira, a es el alto de la espira, b es el ancho de la espira y θ es el ángulo entre la dirección del plano de la espira y el campo magnético. Cuando son varias espiras entonces τ=iabBsenθ
Momento dipolar magnético
El momento dipolar magnético esta dado por μ=NiA, por lo que su momento de torsión será τ=μ×B.
El trabajo para cambiar de orientación un dipolo magnético es U= -μBcosθ
Energía de una partícula al salir de un ciclotron
La energía esta dada por K=q²B²R² / 2m donde m es la masa y B el campo magnetico.
Ruptura
El campo eléctrico necesario para que un material dieléctrico se comporte como un conductor.
Aire: 3 V/m
Papel: 16 V/m
Agua pura: 30 V/m
