T.3 ElectromagnetismoT.3 Electromagnetismo

1.1. Historia del magnetismoHistoria del magnetismo

2.2. Fuerza magnética sobre una carga en Fuerza magnética sobre una carga en movimiento: Fuerza de Lorentzmovimiento: Fuerza de Lorentz

3.3. Espectrómetros y ciclotronesEspectrómetros y ciclotrones

4.4. Fuerza magnética sobre una corriente Fuerza magnética sobre una corriente eléctricaeléctrica

5.5. Campo creado por una carga puntualCampo creado por una carga puntual

6.6. Campo creado por un elemento de Campo creado por un elemento de corriente. Teorema de Amperecorriente. Teorema de Ampere

7.7. Fuerza magnética entre dos corrientes Fuerza magnética entre dos corrientes paralelasparalelas

8.8. Inducción electromagnéticaInducción electromagnética

9.9. Ley de Faraday- LenzLey de Faraday- Lenz

10.10. Producción de corriente alterna. Producción de corriente alterna. TransformadoresTransformadores

11.11. Leyes de MaxwellLeyes de Maxwell Patricio Gómez Lesarri

1. Historia del magnetismo1. Historia del magnetismo

Magnetismo naturalMagnetismo natural

Magnetismo terrestreMagnetismo terrestre

1. Historia del magnetismo1. Historia del magnetismo

William Gilbert (1544-1603)William Gilbert (1544-1603)

De magnete (1600)De magnete (1600)

1. Historia del magnetismo1. Historia del magnetismo

Hans Cristian Oersted Hans Cristian Oersted

(1777-1851)(1777-1851)

Campo creado por una Campo creado por una corriente eléctricacorriente eléctrica

1. Historia del magnetismo1. Historia del magnetismo

André M. AmpèreAndré M. Ampère

(1775-1836)(1775-1836)

Teorema de AmpèreTeorema de Ampère

1. Historia del magnetismo1. Historia del magnetismo

Michael Faraday Michael Faraday

(1791-1867)(1791-1867)

Líneas de fuerzaLíneas de fuerza

Inducción electromagnéticaInducción electromagnética

Ley de FaradayLey de Faraday

1. Historia del magnetismo1. Historia del magnetismo

James Clerk MaxwellJames Clerk Maxwell

(1831-1879)(1831-1879)

Unificación del Unificación del electromagnetismoelectromagnetismo

(Leyes de Maxwell)(Leyes de Maxwell)

1. Historia del magnetismo1. Historia del magnetismo

Hendrik A. Lorentz Hendrik A. Lorentz

(1853-1921)(1853-1921)

Transformaciones de Transformaciones de LorentzLorentz

2. Fuerza sobre una carga en movimiento2. Fuerza sobre una carga en movimiento

Intensidad de campo Intensidad de campo magnético: B (Tesla)magnético: B (Tesla)

F = q.v.B.senF = q.v.B.senαα

F = 0 si v, B paralelosF = 0 si v, B paralelos

Fuerza no centralFuerza no central

F

= q.v

× B

2. Fuerza sobre una carga en movimiento2. Fuerza sobre una carga en movimiento

Movimiento circular uniformeMovimiento circular uniforme

F = m.aF = m.a ⇒⇒ q.v.B = m.vq.v.B = m.v22/r/r

⇒ q.B = m.v/rq.B = m.v/r ⇒⇒ r = m.v /q.Br = m.v /q.B

⇒ T = m.2T = m.2π/q.Bπ/q.B

2. Fuerza sobre una carga en movimiento2. Fuerza sobre una carga en movimiento

Fuerza de LorentzFuerza de Lorentz

F

= q E

+ v

× B

( )

3. Espectrómetros de masas3. Espectrómetros de masas

Separación de iones de Separación de iones de acuerdo con su masaacuerdo con su masa

Aplicación: Aplicación:

análisis isotópico análisis isotópico

3. Aceleradores de partículas3. Aceleradores de partículas

CiclotrónCiclotrón

Aceleración de iones alternativamente por un campo eléctrico y otro magnético

3. Acelerador del C.E.R.N.3. Acelerador del C.E.R.N.

El El proton-synchrotonproton-synchroton fue fue inaugurado en 1958 en las inaugurado en 1958 en las instalaciones del CERN. instalaciones del CERN.

Ha sido el centro de Ha sido el centro de trabajo de varios premios trabajo de varios premios Nobel y el lugar donde se Nobel y el lugar donde se diseñó el World wide web.diseñó el World wide web.

3. LHC3. LHC

Proyecto internacional Proyecto internacional puesto en funcionamiento puesto en funcionamiento en Septiembre de 2008en Septiembre de 2008

Parado accidentalmente Parado accidentalmente en el mismo mes, volvió a en el mismo mes, volvió a entrar en funcionamiento entrar en funcionamiento en otoño de 2009en otoño de 2009

3. LHC: los hadrones y los quarks3. LHC: los hadrones y los quarks

4. Fuerza sobre un elemento de corriente4. Fuerza sobre un elemento de corriente

F

= I .l

× B

dt

dqI =

4.Momento magnético4.Momento magnético

M

= r

× F

= I .S

× B

= m

× B

Video

5. Campo creado por una carga puntual5. Campo creado por una carga puntual

B =µo

4.π.q.v

×ur

r2

7 210 .4.o N A

µπ

− −=

Ley de Biott y SavartLey de Biott y Savart

6. Campo creado por una corriente6. Campo creado por una corriente

Experiencias de Experiencias de OerstedOersted

Una corriente eléctrica Una corriente eléctrica produce un campo produce un campo magnético orientado magnético orientado perpendicularmente a perpendicularmente a la corrientela corriente

6. Campo creado por una corriente6. Campo creado por una corriente

∑= IlB o.. µ

r

IB o .

2πµ=

Teorema de AmpèreTeorema de Ampère

““La circulación del vector campo La circulación del vector campo

magnético alrededor de una línea magnético alrededor de una línea cerrada es proporcional a la cerrada es proporcional a la intensidad encerrada en dicha líneaintensidad encerrada en dicha línea””

7. Fuerza entre corrientes paralelas7. Fuerza entre corrientes paralelas

F

= I .l

× B

r

IIl

F o ´..

2πµ=

r

IB o .

2πµ=

⇒⇒

8. Experiencias de Faraday8. Experiencias de Faraday

Se produce corriente Se produce corriente eléctrica inducida si:eléctrica inducida si:

o Varía el campo magnético Varía el campo magnético en el interior de un en el interior de un circuitocircuito

o El campo magnético El campo magnético cambia de orientación cambia de orientación

o Cambia la superficie del Cambia la superficie del circuitocircuito

9. Leyes de Faraday9. Leyes de Faraday

““La fuerza electromotriz La fuerza electromotriz inducida es igual a la inducida es igual a la variación de flujo variación de flujo magnético que se magnético que se produce en la produce en la superficie definida por superficie definida por el circuitoel circuito””

dt

dN

Φ−= .ε

9. Leyes de Lenz9. Leyes de Lenz

““El sentido de la corriente El sentido de la corriente inducida es aquel que inducida es aquel que tiende a contrarrestar la tiende a contrarrestar la variación de flujo que la variación de flujo que la produceproduce””

““El sentido del campo El sentido del campo magnético creado por la magnético creado por la corriente inducida se corriente inducida se opone a la variación de opone a la variación de flujo magnético inductorflujo magnético inductor””

10. Producción de corriente alterna10. Producción de corriente alterna

Alternador: transforma Alternador: transforma energía mecánica en energía mecánica en energía eléctricaenergía eléctrica

( )tSBdt

dN

dt

dN ωε cos.... −=Φ−=

tsenSBN ωωε ....−=

10. Transformadores10. Transformadores

Transformador: convierte Transformador: convierte corriente alterna de una corriente alterna de una tensión a otratensión a otra

Relación de transformaciónRelación de transformación

2

2

1

1

NN

εε =

11. Leyes de Maxwell11. Leyes de Maxwell• Unificación de todas las leyes del ElectromagnetismoUnificación de todas las leyes del Electromagnetismo• Predicción de las ondas electromagnéticasPredicción de las ondas electromagnéticas• Unificación del Electromagnetismo y la ÓpticaUnificación del Electromagnetismo y la Óptica

E.d

S

S∫ = q

εoB.d

S = 0

S∫E.d

l = − d

dt

B.d

S

S

∫∫B.d

l = µo.

j.

S

∫C∫ d

S + µo.εo

d

dt

E.d

S

S

∫