Magnetismo y campo magnéticoMagnetismo y campo magnético
Capítulo 29Física Sexta edición Paul E. Tippens
Capítulo 29Física Sexta edición Paul E. Tippens
MagnetismoMagnetismoCampos magnéticosCampos magnéticosLa teoría moderna del magnetismo La teoría moderna del magnetismo Densidad de flujo y permeabilidadDensidad de flujo y permeabilidadCampo magnético y corriente eléctricaCampo magnético y corriente eléctricaFuerza sobre una carga en movimientoFuerza sobre una carga en movimientoFuerza sobre un conductor por el que circula Fuerza sobre un conductor por el que circula una corriente una corriente Campo magnético de un conductor largo y rectoCampo magnético de un conductor largo y rectoOtros campos magnéticosOtros campos magnéticosHistéresisHistéresis
MagnetismoMagnetismo
Los polos magnéticos Los polos magnéticos iguales se iguales se repelenrepelen y los polos y los polos magnéticos diferentes se magnéticos diferentes se atraenatraen..
Campos magnéticosCampos magnéticos
Todo imán está rodeado por un Todo imán está rodeado por un espacio en el que están espacio en el que están presentes sus presentes sus efectos efectos magnéticosmagnéticos. A esta zona se le . A esta zona se le llama llama campo magnéticocampo magnético..
Las Las líneas de flujo líneas de flujo son útiles son útiles para visualizar los para visualizar los campos campos magnéticosmagnéticos..
Las líneas del flujo magnético Las líneas del flujo magnético abandonan abandonan el polo norte y el polo norte y entranentran al polo sur.al polo sur.
La teoría moderna del magnetismoLa teoría moderna del magnetismo
Los átomos en un material magnético Los átomos en un material magnético están están agrupadosagrupados en en microscópicas microscópicas regionesregiones magnéticas llamadas magnéticas llamadas dominiosdominios. .
Los dominios magnéticos Los dominios magnéticos están orientados en están orientados en forma forma aleatoriaaleatoria en un material en un material no no magnéticomagnético. .
Los dominios magnéticos Los dominios magnéticos están alineados en un están alineados en un patrónpatrón en un material en un material magnetizadomagnetizado..
Densidad de flujo y permeabilidadDensidad de flujo y permeabilidad
La La densidad de flujo magnéticodensidad de flujo magnético es el es el número de líneas de flujonúmero de líneas de flujo que pasan a que pasan a través de una unidad de área perpendicular través de una unidad de área perpendicular a esa región.a esa región.
BA
=⊥
φBA
=⊥
φ
donde:B = densidad de flujo = flujoA = área perpendicular
donde:B = densidad de flujo = flujoA = área perpendicular
Campo magnético y corriente eléctricaCampo magnético y corriente eléctrica
La La corrientecorriente que pasa que pasa a través de un a través de un alambre crea una alambre crea una fuerza giratoria fuerza giratoria en la en la aguja de la brújula aguja de la brújula hasta que ésta apunta hasta que ésta apunta en una dirección en una dirección perpendicular al perpendicular al alambre. alambre.
Fuerza sobre una carga en Fuerza sobre una carga en movimientomovimiento
La La direcciódirecció de la fuerza de la fuerza magnética F sobre una magnética F sobre una carga positiva en carga positiva en movimientomovimiento es la misma es la misma que la dirección de que la dirección de avance de un tornillo de avance de un tornillo de rosca derecha si gira derosca derecha si gira devv a B a B.
La magnitud de una La magnitud de una fuerza magnéticafuerza magnética varía con el varía con el ángulo ángulo que que formaforma una carga en movimiento con respecto a la dirección del una carga en movimiento con respecto a la dirección del campo magnético.campo magnético.
Fuerza sobre una carga Fuerza sobre una carga en movimientoen movimiento
Un campo magnético que tiene Un campo magnético que tiene una una densidad de flujodensidad de flujo de un tesla de un tesla (un weber por metro cuadrado) (un weber por metro cuadrado) ejercerá una ejercerá una fuerzafuerza de un de un newton en una newton en una cargacarga de un de un coulomb que se mueve coulomb que se mueve perpendicularmenteperpendicularmente al campo a al campo a una una velocidad velocidad de un metro por de un metro por segundo.segundo.
F qvB= sinθF qvB= sinθ
Fuerza sobre un conductor por el Fuerza sobre un conductor por el que circula una corriente que circula una corriente
La La fuerzafuerza sobre un sobre un conductor por el que conductor por el que fluye corriente fluye corriente depende del depende del ánguloángulo que forma la que forma la corriente con corriente con respecto a la respecto a la desnsidad de flujo. desnsidad de flujo.
F BIl= sinθF BIl= sinθ
Campo magnético de un conductor Campo magnético de un conductor largo y rectolargo y recto
Si el alambre se toma con la mano derecha de modo qeue el Si el alambre se toma con la mano derecha de modo qeue el pulgar apunte en la dirección de la corriente convencional, los pulgar apunte en la dirección de la corriente convencional, los demás dedos que sujetan al conductor indicarán la dirección del demás dedos que sujetan al conductor indicarán la dirección del campo magnético. campo magnético.
donde:
B = densidad de flujo
m = permeabilidad del medio que rodea al alambre
I = flujo de corriente a través del alambre
d = distancia perpendicular desde el alambre
donde:
B = densidad de flujo
m = permeabilidad del medio que rodea al alambre
I = flujo de corriente a través del alambre
d = distancia perpendicular desde el alambre
BI
d=
μπ2
BI
d=
μπ2
Otros campos magnéticosOtros campos magnéticos
BI
r=
μ2
BI
r=
μ2
BNI
r=
μ2
BNI
r=
μ2
BNI
L=
μBNI
L=
μ
EspiraEspira
BobinaBobina
SolenoideSolenoide
HistéresisHistéresis
HistéresisHistéresis es el es el retrasoretraso de la mangetización de la mangetización con respecto a la con respecto a la intensidad magnética.intensidad magnética.
Conceptos clave Conceptos clave
•magnetismomagnetismo
•imánimán
•dominiosdominios
•retentividadretentividad
•permeabilidadpermeabilidad
•weberweber
•teslatesla
•diamagnéicodiamagnéico
•paramagnéticoparamagnético
•ferromagnéticoferromagnético
•Polos magnéticosPolos magnéticos
•Ley de la fuerza magnéticaLey de la fuerza magnética
•Ley de Coulomb para fuerzas Ley de Coulomb para fuerzas magnéticasmagnéticas
•campos magnéticoscampos magnéticos
•Líneasde flujo magnéticoLíneasde flujo magnético
•Inducción magnéticaInducción magnética
•Saturación magnéticaSaturación magnética
•densidad de flujodensidad de flujo
•Permeabilidad relativaPermeabilidad relativa
•solenoidosolenoido
•histéresishistéresis
Resumen de ecuaciones Resumen de ecuaciones
Para el vacío
μ0 = 4π x 10-7 T•m/A
Para el vacío
μ0 = 4π x 10-7 T•m/A
B = H0μ μ rB = H0μ μ r
μ μμr =
0
μ μμr =
0F qvBsin= θF qvBsin= θ
F BI= l sinθF BI= l sinθ
BI
2 d=
μπ
BI
2 d=
μπ
BI
2r=
μBI
2r=
μ
BNI
2r=
μBNI
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μ
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L=
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μ
BA
=⊥
φBA
=⊥
φ