El documento resume conceptos clave sobre inducción magnética, incluyendo la ley de Faraday, la dirección de la fuerza electromotriz inducida según la ley de Lenz, y ejemplos de cómo se induce una fuerza electromotriz y corriente en diferentes configuraciones. También resume características de las ondas electromagnéticas y las diferentes regiones del espectro electromagnético, incluyendo usos de microondas, infrarrojo, luz visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma.

1. Conocimientos previos

2. Inducción Magnética. Ley de Faraday Y Milachay, L Arrascue, A Macedo

3. Experimento de Faraday http://www.youtube.com/watch?v=9rbVGsTK8p4&NR=1 http://www.youtube.com/watch?v=nQQmlBJFxpg Película imán en bobina

4. Flujo magnético Para B constante: En general: Si θ es agudo, cos θ es positivo: el flujo es positivo Si θ es obtuso, cos θ es negativo: el flujo es negativo Unidad SI: weber; 1 Wb = 1 T  m 2 A B  S

5. Ley de Faraday La fem inducida es en una espira cerrada es igual al negativo de la razón de cambio con respecto al tiempo del flujo magnético a través de la espira.  : es la fuerza electromotriz inducida.  B : es el flujo magnético a través del área A Película flujo magnético

6. Dirección de la fem inducida La corriente inducida electromagnéticamente en un circuito aparece siempre con un sentido tal que el campo magnético que produce tiende a oponerse a la variación del flujo magnético que atraviesa dicho circuito. (Ley de Lenz) http://www.youtube.com/watch?v=0d9h-skWiaU Película ley de Lenz

7. Analicemos los casos siguientes:

8. Fem y corriente inducidas en una espira El campo magnético entre los polos del electroimán de la figura es uniforme en todo momento, pero su magnitud aumenta a razón de 0,020 T/s. El área de la esfera conductora que está en el campo es 120 cm 2 , y la resistencia total del circuito es de 5,0 Ω . a) Halle la fem inducida y la corriente inducida en el circuito. b) Si se sustituye la espira por otra de material aislante, ¿qué efecto tienen esto en la fem inducida y la corriente inducida? a) b)

9. Generador de conductor corredizo (fem de movimiento) Se tiene un conductor en forma de U en un campo magnético uniforme, perpendicular al plano de la figura y dirigido hacia la imagen. Se coloca una varilla corrediza de longitud L y se mueve la barra con velocidad constante. ¿Cuál es la magnitud y dirección de la fem inducida? La fem es contraria a la dirección de las manecillas del reloj

10. Magnitud y dirección de la fem inducida Se coloca una bobina de alambre de cobre de 500 espiras circulares de 4,00 cm de radio entre los polos de un gran electroimán, donde el campo magnético es uniforme y forma un ángulo de 60º con el plano de la bobina. El campo disminuye a razón de 0,200 T/s. ¿Cuáles son la magnitud y dirección de la fem inducida?

11. Generador I: alternador simple Se hace girar una espira rectangular con rapidez angular ω constante en torno al eje mostrado. El campo magnético B es constante. En t = 0 s, φ = 0. ¿Cuál es la expresión de la fem inducida? http:// www.walter - fendt.de /ph14s/ generator_s.htm

12. Ondas Electromagnéticas Película flash Espectro electromagnético

13. Características de las OEM Las ondas electromagnéticas están formadas por un campo eléctrico y un campo magnético perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación. La dirección de propagación está dada por el vector E × B . Las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío con una velocidad c . Para una onda electromagnética armónica las amplitudes de los campos eléctrico E 0 y magnético B 0 están relacionados, B 0 =E 0 /c . Las ondas electromagnéticas transportan energía y momento lineal. La energía electromagnética que atraviesa una sección S en la unidad de tiempo es

14. Regiones del espectro EM 1,0 x 10 20 -…. Radiación gamma 6,0x 0 16 -1,0 x 0 20 Rayos X 7,5 x 10 14 - 6,0 x 10 16 Ultravioleta 4,6 x 10 14 -7,5 x 10 14 Luz visible 3,0 x 10 12 - 4,6 x 0 14 Infrarrojo 0 – 3,0x 10 12 Microondas-Radio Intervalo de frecuencias (Hz) Región del espectro

15. Microondas http://www.elmundo.es/salud/1996/225/01653.html http://kidney.niddk.nih.gov/spanish/pubs/prostate/index.htm Una próstata agrandada vista a través de un cistoscopio desde el interior de la uretra

16. Infrarrojo Medición de temperatura Fotografía infrarroja

17. Luz visible Para iluminar objetos Conocer nuestra forma de percibir el mundo http://www.apertura.cl/archivo/apertura/N%BA7%20-%20a%F1o%201/especialidad.htm Visión humana Visión de insecto

18. Ultravioleta Quemaduras

19. Ultravioleta Esterilización UV Fotografía UV médica Detección temprana de problemas de envejecimiento de la piel o aparición de manchas

20. Rayos X Para “fotografiar” nuestro interior Para el tratamiento del cáncer Tratamiento de cáncer al pulmón

21. Rayos gamma Detección del cáncer Tratamiento del cáncer http://www.llnl.gov/str/JulAug03/Hartmann-Siantar.html Tratamiento del cáncer con bombas de cobalto

22. Resonancia magnética nuclear La RMN es un fenómeno que ocurre cuando el núcleo de ciertos átomos son sometidos a un campo magnético. 1 H, 15 N, 19 F, 23 Na, 31 P y 13 C La absorción de radiación EM a una frecuencia específica por un núcleo con un momento magnético no nulo sometido a un campo magnético externo. protones electrones orbitando Núcleo neutrones ESPÍN (rotación alrededor del eje) MOMENTO ANGULAR (Cantidad de mvto. de rotación) - + 0 0 0 0 0 + + + + + 0 - - - - +

23. Mecanismo físico Spin aleatorio de los protones del hidrógeno Los protones tienden a alinearse en el campo B uniforme La señal de resonancia de una onda electromagnética hace que los espines se volteen o giren. Los protones emiten una señal cuando vuelven a alinearse con el campo

24. Relajación: Valores representativos de los tiempos de relajación T1 y T2 2500 2500 Agua 300 2000 Líquido Cefalorraquídeo 180 800 Sangre 140 680 Médula Renal 40 600 Músculo 100 520 Sustancia Gris 80 480 Bazo 90 390 Sustancia Blanca 70 360 Corteza Renal 50 270 Hígado 90 180 Grasa T 2 (ms) T 1 (ms) Tipo de tejido

25. Relajación M z = M o (1- e -t/T 1 ) M XY = M XY o e -t/T 2 Contraste en T 1 Contraste en T 2 Ecuaciones de Bloch