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Fuentes del Campo
Magnético
Clase 15
12/07/2013
Electromagnetismo
 Los fenómenos eléctricos y magnéticos tienen su origen en la existencia de
la carga eléctrica. La existencia de un campo magnético se debe a las
cargas eléctricas en movimiento.
 Campo magnético
 Un campo magnético existe en una región del espacio si una carga
eléctrica que se mueve ahí experimenta una fuerza (diferente a la fricción)
debido a su movimiento.
 Un campo magnético se puede detectar por el efecto que produce sobre
la aguja de una brújula, la cual se alinea en la dirección del campo
magnético.
Electromagnetismo
 Un imán es un cuerpo que posee un campo magnético. Los imanes tienen
la propiedad de atraer objetos de hierro, níquel y cobalto. Las regiones en
donde se concentra la propiedad de atracción (y de repulsión) reciben el
nombre de polos magnéticos.
 Los polos magnéticos del mismo nombre se repelen y los polos de distinto
nombre se atraen.
Electromagnetismo
Electromagnetismo
Electromagnetismo
Electromagnetismo
 Movimiento de una partícula cargada en el interior de un campo
magnético
 La fuerza magnética que actúa sobre una partícula cargada en
movimiento en un campo magnético es siempre perpendicular a
la velocidad de la partícula. Por tanto, el trabajo realizado por la
fuerza magnética es nulo y la energía cinética de la partícula
cargada se mantienen constante.
Electromagnetismo
 Cuando el campo magnético es constante, una partícula
cargada que se mueva perpendicularmente a él describe una
circunferencia de radio igual a:
 La frecuencia del movimiento circular de la partícula cargada es la
frecuencia del ciclotrón (es un tipo de acelerador de partículas):
 Esta frecuencia es independiente de la velocidad de la partícula.
Electromagnetismo
 Cuando una partícula cargada tiene una determinada velocidad
perpendicular a campos eléctricos y magnéticos perpendiculares
entre sí, se anulan las fuerzas eléctricas y magnética, y la partícula
pasa sin desviarse a través de los campos. La magnitud de esta
velocidad en dichas condiciones es:
Electromagnetismo
 Fuerza de Lorentz
 La fuerza total que actúa sobre una partícula cargada que se
mueve en el interior de un campo eléctrico y un campo
magnético es:
Electromagnetismo
Electromagnetismo
Electromagnetismo
Electromagnetismo
Electromagnetismo
Electromagnetismo
Problemas
Problemas
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 Problema 4
 Se requiere diseñar un ciclotrón para acelerar deuterones (compuestos de
neutrones y protones) que tengan una energía máxima de 20 MeV,
usando un campo magnético de magnitud 0.93T. ¿Cuál es el radio del
ciclotrón?
Problemas
Problemas
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 Problema 5
 Una espira de vuelta, por la que circula una intensidad de corriente de 4ª,
tiene la forma de un triangulo rectángulo, siendo sus lados de 50 cm, 120
cm y 130 cm. La espira esta dentro de un campo magnético uniforme de
75 mT cuya dirección es paralela al plano de la espira. Calcule la
magnitud de:
 A) el momento magnético
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 Solución
 Como el campo magnético es paralelo al plano de la espira, entonces el
vector área es perpendicular al campo magnético y la magnitud del
momento magnético esta dado por
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  • 2. Electromagnetismo  Los fenómenos eléctricos y magnéticos tienen su origen en la existencia de la carga eléctrica. La existencia de un campo magnético se debe a las cargas eléctricas en movimiento.  Campo magnético  Un campo magnético existe en una región del espacio si una carga eléctrica que se mueve ahí experimenta una fuerza (diferente a la fricción) debido a su movimiento.  Un campo magnético se puede detectar por el efecto que produce sobre la aguja de una brújula, la cual se alinea en la dirección del campo magnético.
  • 3. Electromagnetismo  Un imán es un cuerpo que posee un campo magnético. Los imanes tienen la propiedad de atraer objetos de hierro, níquel y cobalto. Las regiones en donde se concentra la propiedad de atracción (y de repulsión) reciben el nombre de polos magnéticos.  Los polos magnéticos del mismo nombre se repelen y los polos de distinto nombre se atraen.
  • 7. Electromagnetismo  Movimiento de una partícula cargada en el interior de un campo magnético  La fuerza magnética que actúa sobre una partícula cargada en movimiento en un campo magnético es siempre perpendicular a la velocidad de la partícula. Por tanto, el trabajo realizado por la fuerza magnética es nulo y la energía cinética de la partícula cargada se mantienen constante.
  • 8. Electromagnetismo  Cuando el campo magnético es constante, una partícula cargada que se mueva perpendicularmente a él describe una circunferencia de radio igual a:  La frecuencia del movimiento circular de la partícula cargada es la frecuencia del ciclotrón (es un tipo de acelerador de partículas):  Esta frecuencia es independiente de la velocidad de la partícula.
  • 9. Electromagnetismo  Cuando una partícula cargada tiene una determinada velocidad perpendicular a campos eléctricos y magnéticos perpendiculares entre sí, se anulan las fuerzas eléctricas y magnética, y la partícula pasa sin desviarse a través de los campos. La magnitud de esta velocidad en dichas condiciones es:
  • 10. Electromagnetismo  Fuerza de Lorentz  La fuerza total que actúa sobre una partícula cargada que se mueve en el interior de un campo eléctrico y un campo magnético es:
  • 26. Problemas  Problema 4  Se requiere diseñar un ciclotrón para acelerar deuterones (compuestos de neutrones y protones) que tengan una energía máxima de 20 MeV, usando un campo magnético de magnitud 0.93T. ¿Cuál es el radio del ciclotrón?
  • 29. Problemas  Problema 5  Una espira de vuelta, por la que circula una intensidad de corriente de 4ª, tiene la forma de un triangulo rectángulo, siendo sus lados de 50 cm, 120 cm y 130 cm. La espira esta dentro de un campo magnético uniforme de 75 mT cuya dirección es paralela al plano de la espira. Calcule la magnitud de:  A) el momento magnético  El momento de torsión
  • 30. Problemas  Solución  Como el campo magnético es paralelo al plano de la espira, entonces el vector área es perpendicular al campo magnético y la magnitud del momento magnético esta dado por  Él área de la espira triangular esta dado por
  • 31. Problemas  Solución  La magnitud del momento de torsión esta dado por  Sustituyendo valores