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Rosario Escarda de la Justicia . 1 CAMPO MAGNÉTICO : FUENTES DEL CAMPO MAGNÉTICO Ley de Biot-Savart: aplicaciones. Fuerza entre corrientes rectilíneas y paralelas: definición de amperio. Ley de Ampère: aplicaciones. Flujo magnético: ley de Gauss Objetivos: Entender que tanto en las proximidades de un imán, como de una carga en movimiento y por tanto de una corriente eléctrica existe un campo magnético. Poder calcular , utilizando la ley de Biot-Savart, el campo magnético creado por cualquier conductor recorrido por una corriente. Comprender las leyes de Ampere y de Gauss, concluyendo que el campo magnético no es conservativo, observando la diferencia con el campo electrostático Rosario Escarda de la Justicia . 2 Ley de Biot-Savart Ley experimental, deducida también por Ampere Relaciona el campo magnético (inducción magnética ) con el elemento de corriente que lo produce. 2 r m Idl u dB k r 7 2 10 4 O m N k A El campo magnético creado por todo el conductor (por toda la corriente) 2 r m c Idl u B k r La constante magnética: Rosario Escarda de la Justicia . 3 Campo magnético creado por una corriente rectilínea 2 r m I dl u dB k r Dirección y sentido: ┴ plano XY , sentido saliente 0 2 1 (sen sen ) 4 I B R Biot-Savart Rosario Escarda de la Justicia . 4 Campo magnético creado por una corriente rectilínea 1 2 ; 2 2 1 2 ; 0 2 0 2 I B R Líneas de campo: Casos particulares: Conductor muy largo “indefinido”, punto P, zona central Conductor muy largo “indefinido”, punto P, próximo extremo 0 4 I B R 1 2 ; 0 2
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Campo magnético
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Rosario Escarda de la Justicia . 1
CAMPO MAGNÉTICO : FUENTES DEL CAMPO MAGNÉTICO
Ley de Biot-Savart: aplicaciones.
Fuerza entre corrientes rectilíneas y paralelas: definición de amperio.
Ley de Ampère: aplicaciones.
Flujo magnético: ley de Gauss
Objetivos:Entender que tanto en las proximidades de un imán, como de una carga en movimiento y por tanto de una corriente eléctrica existe un campo magnético.
Poder calcular , utilizando la ley de Biot-Savart, el campo magnético creado por cualquier conductor recorrido por una corriente.
Comprender las leyes de Ampere y de Gauss, concluyendo que el campo magnético no es conservativo, observando la diferencia con el campo electrostático
Rosario Escarda de la Justicia . 2
Ley de Biot-Savart
Ley experimental, deducida también por Ampere
Relaciona el campo magnético (inducción magnética )con el elemento de corriente que lo produce.
2r
mIdl udB k
r
7210
4O
mNkA
El campo magnético creado por todo el conductor (por toda la corriente)
2r
mc
Idl uB kr
La constante magnética:
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Campo magnético creado por una corriente rectilínea
2r
mIdl udB k
r
Dirección y sentido: ┴ plano XY , sentido saliente
02 1(sen sen )
4IBR
Biot-Savart
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Campo magnético creado por una corriente rectilínea
1 2;2 2
1 2; 02
0
2IBR
Líneas de campo:
Casos particulares:Conductor muy largo “indefinido”, punto P, zona central
Conductor muy largo “indefinido”, punto P, próximo extremo
0
4IBR
1 2; 02
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Instrumento medidor: Pistola de corriente
Las mordazas de la pistola rodean al conductor sin tocarlo.
El campo magnético → dispositivo efecto hall (voltaje) → I conductor
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Campo magnético creado por una espira de corriente
2r
mIdl udB k
r
En puntos de su eje
Aplicamos Ley de Biot-Savart:
Las cptes ┴ eje se anulan dos a dos, por simetría.El campo tiene dirección eje
32
202 22( )eje z
I RB Bz R
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Campo magnético creado por una espira de corriente
En centro espira:
z = 0
0
2centroIB
R
Líneas de campo:
32
202 22( )eje z
I RB Bz R
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Espira de corriente
32
zmKB
Rz
meje
A distancias grandes, produce un campo de tipo dipolar:
Analogía con dipolo eléctrico:
32ejepE Kx
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Fuerza entre corrientes rectilíneas y paralelas:definición de amperio
RII
lF o 21
2
Atracción: mismo sentido.Repulsión:distinto
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Fuerza entre corrientes rectilíneas y paralelas: definición de amperio
Calibrado amperímetro: balanza de corriente
Amperio: Por dos conductores paralelos muy largos, situados en vacío a la distancia de 1 m entre sí, circulan corrientes iguales a 1 amperio, si la fuerza por unidad de longitud sobre cada conductor es 2.10-7 (N/m)
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Fuerza entre corrientes rectilíneas y paralelas: definición de amperio
Calibrado amperímetro:
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Solenoides: Recto y circular (toroide)
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Solenoide: Recto
Líneas de campo magnético de dos espiras contiguas
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Ley de Ampere
o cB dl Im=ò
“la integral de línea de a lo largo de cualquier curva cerrada, es igual a o veces la intensidad de la corriente que atraviesa el área limitada por dicha curva”- válida para corrientes estacionarias-
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Aplicaciones de ley de Ampere:Campo debido a conductor cilíndrico
rR
IB o22
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nIILNB oo
Solenoide: Recto
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Aplicaciones de ley de Ampere . Solenoide: Recto
Solenoide de motor de arranque coche:Cuando pasa corriente ,el B atrae al núcleo de hierro, se encajan las marchas que conectan el motor con las transmisiones de las ruedas. Cuando cesa I, un resorte desencaja las marchas y saca al núcleo.
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Aplicaciones de ley de Ampere .Solenoide recto. Timbre
Cuando pasa corriente, por el solenoide, su B hace que el émbolo interior choque con la campana del timbre, haciéndola sonar. El muelle devuelve el émbolo a su posición inicial.
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Ley de Gauss del magnetismo
0B dS =ò
El flujo del campo magnético a través de una superficie arbitraria cerrada es cero.
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CAMPO MAGNÉTICO
Bibliografía:
•Tipler P.A. Gene Mosca "Física" Ed. Reverté(6ª Ed)
Rosario Escarda de la Justicia.Dpto Física Aplicada. EII.UVa
