Describe los principios y leyes que rigen a los campos electromagnéticos

1. Campo magnético:
principios y leyes
Describe los principios y leyes que rigen a los campos electromagnéticos
Radiocomunicaciones. PNF Ingeniería Electrónica

2. Introducción histórica
2
2 4 6
7
5
3
1750: Michell demuestra
que la fuerza ejercida por
un polo sobre otro es
inversamente proporcional
a r2.
.
Siglo XIX: Ampère
propone un modelo
teórico del magnetismo
y define como fuente
fundamental la corriente
eléctrica.
1600: Gilbert descubre que
la Tierra es un imán natural
En 1820 Oersted observó una
relación entre electricidad y
magnetismo consistente en que
cuando colocaba la aguja de una
brújula cerca de un alambre por el
que circulaba corriente, ésta
experimentaba una desviación.
Así nació el Electromagnetismo.
1830: Faraday y Henry
establecen que un
campo magnético
variable produce un
campo eléctrico.
8
Maxwell (1831-1879)
estableció las Leyes del
Electromagnetismo.
1
Los griegos sabían que
la magnetita tenía la
propiedad de atraer
piezas de hierro
1269: Maricourt descubre
que una aguja en libertad
en un imán esférico se
orienta a lo largo de líneas
que pasan por puntos
extremos (polos del imán)
.

3. Fuerza sobre una carga en movimiento
3
Representación vectorial
F

q>0
F

q<0
Líneas de
fuerza nula

q
v

Definimos el campo magnético dirigido a lo largo de
las líneas de fuerza nula de forma que
Fuerza de Lorentz
B
v
q
F





Unidades
S.I. Tesla (T)
C.G.S. Gauss (G)
1 T = 104 G

4. Fuerza magnética sobre un elemento
de corriente
4
Supongamos un alambre situado
en el interior de un campo
magnético.
El campo magnético interacciona con
cada una de las partículas cargadas
cuyo movimiento produce la corriente
  L
A
n
B
v
q
F d





L
Como , la fuerza neta será
A
nqv
I d
 B
L
I
F





Donde es un vector cuyo módulo es la
longitud del hilo y su dirección coincide con la
de la corriente.
L


5. Conductor de forma arbitraria
L
d
I

Elemento de corriente
 
 B
L
I
F



d
Diferencias entre las líneas de campo
eléctrico y las líneas de campo magnético
 Las líneas de campo eléctrico tienen la misma dirección
que la fuerza eléctrica sobre una carga positiva, mientras
que las del campo magnético son perpendiculares a la
fuerza magnética sobre una carga móvil.
 Las líneas de campo eléctrico empiezan en las cargas
positivas y acaban en las negativas, mientras que las del
campo magnético son líneas cerradas

6. Momento magnético sobre una espira de
corriente
Vamos a estudiar el momento de fuerzas que ejerce un campo
magnético sobre una espira plana de alambre por la que circula una
corriente I, cuyo vector unitario forma un ángulo  con el campo
6
Orientación
de la espira
Representación del
momento del par de
fuerzas sobre la espira
B
m
M





Momento dipolar magnético n
A
I
N
m




7. 7
Imanes en el interior de campos magnéticos
L
1
F

2
F

Intensidad de polo del imán
B
F
qm 
Fuerza sobre un polo B
q
F m



Momento magnético del imán L
q
m m



Sobre cualquier imán que forme un ángulo con el campo
magnético aparecerá un momento que vendrá dado por
B
m
M





Magnitudes que caracterizan un imán

8. Energía potencial de un dipolo magnético
8
Un dipolo magnético tiene una
energía potencial asociada con su
orientación en un campo
magnético externo.
Se define esta energía potencial
como el trabajo que debe realizar
un agente externo para hacer girar
el dipolo desde su posición de
energía cero (a = 90º) hasta una
posición a.
B
m
U





ext
B

m

m

m

0

U Posición de
referencia
Equilibrio
estable
B
m
U 

B
m
U 
Equilibrio
inestable

9. Efecto Hall
9
w
B
v
V d
H  Voltaje Hall

10. 10
Campo magnético:
principios y leyes
Fuentes utilizadas:
- Tipler. "Física". Cap. 24. Reverté.
-Gettys; Keller; Skove. "Física clásica y moderna". Cap. 26. McGraw-Hill.
- Halliday; Resnick. "Fundamentos de física". Cap. 33. CECSA.
- Roller; Blum. "Física". Cap. 34. Reverté.
- Serway. "Física". Cap. 29. McGraw-Hill.
Plantea tus dudas escribiendo a:
MSc.María Zuleima Pérez
@MariaZuleimaPre1
pnfingenieriaelectronica@gmail.com
Canal de Telegram
Presentation template by SlidesCarnival