POTENCIALES MAGNETICOS

POTENCIALES MAGNETICOS

El potencial escalar magnético es una herramienta útil para describir el campo magnético. Está definido solo en regiones del espacio donde no hay corrientes, y cuando eso ocurre es matemáticamente análogo al potencial eléctrico en electrostática, por lo que se emplea para resolver problemas de magnetostática. El potencial escalar magnético se define con la ecuación:

Aplicando la ley de Ampère a esta definición, se obtiene:

Como el campo magnético es solenoidal, se obtiene la ecuación de Laplace para el potencial:

DENSIDAD DE FLUJO MAGNETICO

Densidad de flujo magnético

La densidad de flujo magnético, visualmente notada como B, es el flujo magnético por unidad de área de una sección normal a la dirección del flujo, y es igual a la intensidad del campo magnético.
La unidad de la densidad en el Sistema Internacional de Unidades es el Tesla.

Está dado por:

donde B es la densidad del flujo magnético generado por una carga q que se mueve a una velocidad v a una distancia r de la carga, y ur es el vector unitario que une la carga con el punto donde se mide B (el punto r).

o bien

donde B es la densidad del flujo magnético generado por un conductor por el cual pasa una corriente I, a una distancia r.

Este campo B también se llama inducción magnética.

La fórmula de esta definición se llama Ley de Biot-Savart, y es en magnetismo la “equivalente” a la Ley de Coulomb de la electrostática: Sirve para calcular fuerzas de atracción-repulsión entre conductores atravesados por corrientes de carga.

El campo inducción, B, o densidad de flujo magnético (los tres nombres son equivalentes) es incluso mas importante en electromagnetismo que el propio campo magnetico H, y aparece en las ecuaciones de Maxwell con mayor relevancia que este.

Ecuaciones de Maxwell

Las ecuaciones de Maxwell son las ecuaciones que describen los fenómenos electromagnéticos. La gran contribución de James Clerk Maxwell fue reunir en estas ecuaciones largos años de resultados experimentales, debidos a Coulomb, Gauss, Ampere, Faraday y otros, introduciendo los conceptos de campo y corriente de desplazamiento, y unificando los campos eléctricos y magnéticos en un solo concepto: el campo electromagnético. De las ecuaciones de Maxwell se desprende la existencia de ondas electromagnéticas propagándose con velocidad vf:

El valor numérico de esta cantidad, que depende del medio material, coincide con el valor de la velocidad de la luz en dicho medio, con lo cual Maxwell identificó la luz con una onda electromagnética, unificando la óptica con el electromagnetismo.

IMAJENES DE FLUJO MAGNETICO

LEY DE AMPARE DE LOS CIRCUITOS Y APLICACIONES

LEY DE AMPERE DE LOS CIRCUITOS Y APLICACIONES

En física del magnetismo, la ley de Ampère, la cual se basó en una memoria de seis páginas de Hans Christian Oersted, relaciona un campo magnético estático con la causa que la produce, es decir, una corriente eléctrica estacionaria. Es análoga a ley de Gauss.

Básicamente, la ley de Ampère se emplea para el cálculo de los campos magnéticos de determinado circuito dado, atendiendo a ello mediante constantes, por lo que su formula es : Σ BIIΔ l = μ0 ΣI donde ΣI es la corriente neta, Δ l es la distancia recorrida, BII el campo magnético generado y Σ BII Δl es la suma de ambos, además de que μ0 es igual a 4 π x 10-7 T (teslas) x metro/ A (amperes) (T x m/A), la constante de permeabilidad en el vacío, de aquel campo será B= μ0 I/ 2πr.

FORMULAS:

CAMPOS MAGNETOSTATICOS

CAMPOS MAGNETOSTATICOS

Antes de analizar la influencia de los campos magnéticos en los tejidos vivos, es necesario hacer una distinción previa entre los campos electromagnéticos, como los que emiten las emisoras de radio y televisión (y también un enrollado de alambre por el que circula una corriente alterna) y los campos magnetostáticos asociados a los imanes permanentes.

La diferencia esencial consiste en que los campos magnéticos variables en el tiempo siempre tienen asociado un campo eléctrico, también variable, junto con el cual forman una onda electromagnética. La onda electromagnética es capaz de propagarse y transportar o energía en una dirección determinada, y es común utilizar el término radiación electromagnética para referirse a este fenómeno. La radiación se propaga en forma similar a las ondas que se forman cuando se agita la superficie del agua, pero en este caso lo que oscila son los campos eléctrico y magnético en vez de agua. La radiación electromagnética se caracteriza por una serie de parámetros como su amplitud (una medida de la intensidad) y su frecuencia. Esta última puede definirse cómo el número de veces por segundo que oscilan o cambian de dirección los campos eléctrico y magnético que forman la onda. La frecuencia está asociada a la energía que la onda es capaz de transportar y entregar al interaccionar con la sustancia. La luz ordinaria también posee propiedades de onda electromagnética, y se diferencia de las ondas de radio únicamente en su mayor frecuencia.

Los campos magnéticos estáticos (o magnetostáticos) asociados a un imán permanente no tienen asociado un campo eléctrico y no son capaces de generar radiación electromagnética. Las fuerzas magnéticas generadas por estos campos dependen exclusivamente de la posición; son conservativas, y el trabajo realizado por las mencionadas fuerzas en una trayectoria cerrada es nulo. En la práctica esto se traduce en que cualquier análisis de la interacción de un imán permanente con el paciente lleva rápidamente a la conclusión de que no existe ningún mecanismo que permita transmitir energía neta al paciente. La posible energía que pudiera entregar el campo cuando el paciente se acerque al imán, sería invariablemente recuperada cuando el paciente se aleje del mismo.

FORMULAS:

INDUCCION ELECTROMAGNETICA

La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quién lo expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).

Por otra parte, Heinrich Lenz comprobó que la corriente debida a la f.e.m. inducida se opone al cambio de flujo magnético, de forma tal que la corriente tiende a mantener el flujo. Esto es válido tanto para el caso en que la intensidad del flujo varíe, o que el cuerpo conductor se mueva respecto de é

formulas para la resolucion de induccion electromagnetica

motores de induccion electrica

CAMPO MAGNETICO

Para el álbum del músico francés Jean Michel Jarre, véase Les Chants Magnétiques.

Líneas mostrando el campo magnético de un imán de barra, producidas por limaduras de hierro sobre papel.

El campo magnético es una región del espacio en la cual una carga eléctrica puntual de valor q que se desplaza a una velocidad , sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad como al campo, llamada inducción magnética o densidad de flujo magnético. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente igualdad.

(Nótese que tanto F como v y B son magnitudes vectoriales y el producto cruz es un producto vectorial que tiene como resultante un vector perpendicular tanto a v como a B). El módulo de la fuerza resultante será

La existencia de un campo magnético se pone de relieve gracias a la propiedad localizada en el espacio de orientar un magnetómetro (laminilla de acero imantado que puede girar libremente). La aguja de una brújula, que evidencia la existencia del

campo magnético terrestre, puede ser considerada un magnetómetro.

TRABAJO EN CLASE UNIDAD 3

CAMPO ELECTRICO

REGION DEL ESPACIO QUE REDEA A UNA CARGA ELECTRICA. LA MAGNITUD DEL CAMPO ELECTRICO PRODUCIDO POR UNA CAMPO DE FUERZA F, SOBRE UNA CARGA DE PRUEBA U SE OBTIENE:


1.- UNA CARGA DE (6X10)-6 C. SE INTRUDUCE A UNA REGION DONDE ACTUA UN CAMPO DE FUERZA .18N. CUAL ES LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELECTRICO DE ESTAREGION?

E=F/Q .18/(6X10)-6 C.= 30000N/C


2.- EL CAMPO ELECTRICO UNA CIERTA REGION ES DE (5X10)20N/C. CUALCULA LA INTENSIDAD DE LA FUERZA QUE ACTUA SOBRE UN ELECTRON INVERSO EN ESTE CAMPO?

F= ((5X10)20N/C.)(1.6X10^19) =80N


3.- LA INTENSIDAD DE UNA CAPO ELECTRICO EN UNA CIERTA REGION ES DE 3X10^6 N/C. ¿CUAL ES LA MAGNITUD DE LA CARGA QUE EXPERIMENTA UNA FUERZA DE 12N?

Q=12/3X10^6=4X10^6



LEY DE OHM Y POTENCIAL ELECTRICO
LA INTENSIDAD DE CORRIENTE ELECTRICA QUE CIRCULA POR UN CONDUCTOR ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL VOLTAJE APLICADO A SUS ESTREMOS E INVERSAMENTE PROPORCIONAL A SU RESISTENCIA.

I=V/R
V=RI
R=V/I




CAMPO MAGNETICO:SE DEFINE COMO LA REGION DEL ESPACIO DONDE ACTUAN LINEAS DE FUERZA GENERADAS POR UN IMAN.

INDUCCION ELECTROMAGNETICA:EN EL AÑO DE 1831 EL CIENTIFICO INGLES MICHAEL FARADAY DESCUBRIO LAS CORRIENES ELECTRICAS ADUCIDAD APARTIR DE EXPERIMENTOS QUE REALIZO CON UNA BOBINA Y UN IMAN.LA INDUCCION ELECTROMAGNETICA DA COMO RESULTADO LA PRODUCCION DE UNA CORRIENTE INDUCIDA Y DE UNA FUERZA ELECTROMOTRIZ (FEM).

RELACION ENTRE EL CAMPO MAGNETICO Y EL CAMPO ELECTRICO:UN CAMPO MAGNETICO VARIABLE PRODUCE UN CAMPO ELECTRICO Y UN CAMPO ELECTRICO VARIABLE PRODUCE UN CAMPO ELECTRICO. LA MAGNITUD DE LA FUERZA QUE ACTUA SOBRE UNA CARGA Q QUE SE MUEVE CON UNA VELOCIDAD V, PRODUCIDA POR UN CAMPO ELECTRICO E , PERPENDICULAR TANTO A V Y A B. POR TANTO, LOS CAMPOS ELECTRICOS Y MAGNETICOS SE RELACIONAN DE LA SIGUIETE MANERA.

F=B.Q.V Y E=F/T

E=B.V

DONDE:
F= FUERZA SOBRE LA CARGA ELECTRICA
B=MAGNITUD DEL CAMPO ELECTRICO
Q= CARGA ELECTRICA
V= VELOCIDAD DE LA CARGA ELECTRICA
E= MMAGNITUD EEL CAMPO ELECTRICO

INDUCCION DE CAMPOS:CAMPO MAGNETICO INDUCIDO POR UN CONDUCTOR RECTO.
LA MAGNITUD DEL CAMPO MAGNETICO B INDUCIDO POR UN CONDUCTOR RECTO, POR EL QUE CIRCULA UNA INTENSIDAD DE CORRIENTE Y UNA DETERMINADA DISTANCIA DE DEL CONDUCTOR, SE OBTIENE CON LA SIGUIENTE FORMULA:

B=M.I/2πD

DONDE:
I=INTENSIDAD ( AMPERES)
D= DISTANCIA
B=MAGITUD DEL CAMPO MAGNETICO( TESLAS)
π=3.1416

-SI EL MEDIO QUE RODEA EL CONDUCTOR ES AIRE, ENTONCES
M=M0=4πX10-7

CAMPO MAGNETICO INDUCIDO POR UNA ESPIRA:UNA ESPIRA SE OBTIENE AL DOBLAR EN FORMA CIRCULAR UN CONDUCTOR RECTO. LA INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNETIO. B PRODUCIO POR LA ESPIRA DE RARIO R POR LA QUE CIRUCLA UNA CORRIENE ELECTRICA I ES:

B=M.I/2R

CAMPOR MAGNETICO PRODUCIDO POR UNA BOBINA:UNA BOBINA RESULTA DE ENRROLLAR UN ALAMBRE ENCIERTO NUMJERO DE VECES VUELTA, LA INTENSIDAD DE CORRIENE I SE OBTIENE DE LA SIGUEINTE FORMULA.

B=N.M.I/WR

CAMPO MAGNETICO PRODUCIDO POR UN SOLENOIDE:UN SOLENOIDE SE FORMA AL ENRROLLAR UN ALAMBRE EN FORMA ELICOIDAL. LA INTESIDAD DEL CAMPO MAGNEICO B PRODUCIDO POR UN SOLENOIDE DE N VUELTAS Y LONGITUD L, POR EL QUE CIRCULA UNA INTENSIDAD DE CORRIENTE L SE OBTIENE:

B=N.M.I/L

1.-Dos resistencias de 6 y 4 OHM se encuentran conectados en serie a una diferencia de potencial de 120v ¿cual es la intencidad de corriente que circula por la resistencia?



I=V/R I=120/10=12 OHM



2.-Tres resistencias de 6,3 y 4 OHM se conectan en paralelo y una corriente total de 30A se distribuye entre las tres.¿cual es al diferencia de potencial aplicada al circuito?