MAGNETISMO Grecia 800 A C Ciudad de Magnesia

MAGNETISMO § Grecia 800 A. C. Ciudad de Magnesia § Actualmente se sabe que dichas «piedras» están constituidas por oxido de hierro (magnetita) y se denominan «imanes naturales» § También existen imanes artificiales (construidos con trozos de hierro)

Características: Poseen polos Los polos opuestos se atraen No es posible aislar los polos de un imán Los polos iguales se repelen

¿Cómo se determinan los polos de un imán? Esta propiedad, se aplica en las brújulas (pequeño imán, que se orienta según el campo magnético terrestre)

RELACION ENTRE MAGNETISMO Y ELECTRICIDAD

Experimento de Oersted (1820) § § § Al no existir corriente eléctrica, la aguja se orienta de N-S, paralela al alambre Al bajar el interruptor, se establece una corriente eléctrica La aguja se orienta en dirección perpendicular a la corriente eléctrica Una corriente eléctrica (cargas en movimiento) es capaz de producir efectos magnéticos

CONSECUENCIAS Y ANALISIS § El experimento de Oersted relaciona la electricidad y el magnetismo, surge así el electromagnetismo § El hecho de que cargas eléctricas en movimiento generen un campo magnético nos lleva a concluir que el origen del magnetismo se encuentra al interior de la materia, en el movimiento de los electrones § Todo electrón que gira es un imán diminuto, un par de electrones que giran en el mismo sentido forman un imán mas fuerte, por lo tanto, un átomo puede ser considerado un pequeño imán

EL CAMPO MAGNETICO § Visualización: § § Se representan por medio de líneas orientadas de norte a sur Mayor densidad de líneas campo magnético más intenso

• Cuando una carga penetra en un campo magnético sufre la acción de una fuerza magnética • La magnitud de esta fuerza está dada por la siguiente relación q= carga [C] v= velocidad [m/s] B= campo magnético [T]

• La relación anterior permite determinar la magnitud y la unidad de medida para el campo magnético • La dirección y sentido del campo magnético se obtienen por la regla de la mano izquierda

OJO: § Una carga, cuya velocidad es paralela al campo magnético, NO EXPERIMENTA fuerza magnética

EJEMPLOS:

EJEMPLOS 1. - En los siguientes casos, determina la dirección de la fuerza magnética 2. - Un electrón, tiene una rapidez de 5 x 106 [m/s], e ingresa a un campo magnético cuya intensidad es de 2 x 10 -2 [T]. Determina la magnitud de la fuerza magnética sobre el electrón e indica su dirección y sentido

2. - Una carga de 2 μC ingresa en un campo magnético de 3 x 10 -2 T, con una rapidez de 5 x 106 [m/s] 3. - El electrón de la figura tiene una rapidez de 2 x 107 [m/s] cuando penetra en un campo magnético cuya magnitud es de 3 x 10 -2 [T] según la figura:

EJERCICIOS 1. - Un protón penetra en un campo magnético de 3 x 10 -2 [T] con una rapidez de 6 x 107[m/s], según la figura. Determina la fuerza magnética sobre el protón 2. - Una carga de 20 μC se mueve con una velocidad de 3 x 105 [m/s] cuando ingresa en un campo magnético, cuya magnitud es de 4 [μT]. Determina la fuerza magnética sobre la carga

3. - Una carga negativa de 3 μC , que se mueve con una rapidez de 1, 5 x 106 m/s ingresa a un campo magnético, cuya magnitud es de B= 10 -2 T. Determina la fuerza magnética sobre dicha carga 4. - Un electrón se mueve con una velocidad de 5 x 107 m/s, ingresa en un campo magnético, cuya intensidad es de 4 x 10 -2 T. Determina la fuerza magnética sobre el electrón

TRAYECTORIA DE UNA PARTICULA EN UN CAMPO MAGNÉTICO:

EJEMPLO: 1. - Un protón se mueve en un campo magnético de 0, 5 T, describiendo una circunferencia de 80 cm de radio. Determina: a) La velocidad lineal del protón b) El periodo del movimiento EJERCICIO Un electrón tiene una rapidez lineal de 2 x 106 m/s cuando se mueve en un campo magnético de 2 x 10 -3 T. Determina: a) El radio de la trayectoria del electrón b) La frecuencia del movimiento circular

FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UN CONDUCTOR § Así como una carga experimenta una fuerza magnética al moverse dentro de un campo magnético § Un grupo de cargas que se mueven (corriente eléctrica) dentro de un conductor al interior de un campo magnético, también experimentaran una fuerza magnética

§ La expresión anterior permite determinar la fuerza magnética sobre un conductor por el cual circula un grupo de cargas •

EJEMPLO: Según la figura, determina la fuerza magnética resultante sobre el alambre

EJERCICIOS: 1. - Según la figura, determina la fuerza magnética resultante sobre el conductor 2. -Un protón se ingresa perpendicularmente a un campo magnético de 18 T con una rapidez de 2, 7 x 106 m/s. Determina el radio de la trayectoria descrita por el protón

3. - Un conductor de 30 cm de longitud, se encuentra suspendido horizontalmente dentro de un campo magnético de B=0, 1 T. a) Si se hace circular una corriente de i=10 A de C a D, determina la fuerza magnética sobre el conductor b) Sabiendo que la masa del conductor es de 20 gramos y que la constante de elasticidad del resorte es de K= 20 N/m. Determina la deformación del resorte