John Alexander Pachón Morales G11NL23. INTRODUCCIÓN: Maxwell fue capaz de generalizar la Ley de...
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John Alexander Pachón Morales G11NL23
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John Alexander Pachón Morales G11NL23
INTRODUCCIÓN:
Maxwell fue capaz de generalizar la Ley de Ampère introduciendo el concepto de
CORRIENTE DE DESPLAZAMIENTO, con lo que demostró que las leyes
generalizadas de la electricidad y el magnetismo implican la existencia de
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS.
Fundamentos de electricidad y magnetismo UN-Corriente de desplazamiento y Ley de Ampère
Consideramos un circuito con un condensador que está cargándose:
Fundamentos de electricidad y magnetismo UN-Corriente de desplazamiento y Ley de Ampère
Mecanismo de conducción de la corriente:
1.La fuente de potencial eléctrico genera una corriente que circula por el alambre
conductor hasta una de las placas del condensador.
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2. Esta corriente genera una acumulación de carga en la placa de llegada, lo cual produce un campo eléctrico entre las placas.
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El campo eléctrico generado es variable con el tiempo, pues a medida que la placa
se va saturando con cargas eléctricas, el valor del campo varía proporcionalmente
con el tiempo y de acuerdo a la cantidad de corriente de conducción incidente:
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3. El E creado por la lámina del condensador ejerce una fuerza pobre las cargas de la segunda lámina, haciendo que las cargas
positivas se alejen (y por lo tanto estableciendo una corriente).
La 2ª lámina queda cargada negativamente
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1. La conducción ocurre hasta que se alcance el equilibrio.
2. Si la intensidad es alterna el proceso se repite cada ciclo.
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Ic
Ic????
Existe una corriente de conducción Ic que entra por la lámina de la positiva, pero no existe una corriente de conducción que salga de ella pues la carga se detiene en la placa del condensador.
Existe una corriente de conducción que sale de la lámina de la negativa, pero no la hay que penetre.
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Mientras el condensador se carga, el
campo eléctrico está variando (lo mismo
que σ e Ic)!
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“CORRIENTE DE DESPLAZAMIENTO
”
Una corriente de desplazamiento es una cantidad que esta relacionada con un
campo eléctrico que cambia o varía en el tiempo.
No es una corriente física, pero asocia un campo eléctrico y magnético.
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eléctrico. campo de flujo el es donde en ,
:mismo lo es que lo o ,
:así ,
:entonces , pero
:lados ambos a Derivando
:entonces constante, campo el Asumiendo
:que tenemos Gauss de ley la de partir A
ede
c
c
c
c
S
n
Idt
d
dt
dEAI
A
I
dt
dE
A
dtIdE
dt
dQI
A
dQdE
QEA
QdAE
00
0
0
int
0
int
0
int
0
int
,
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La corriente de conducción neta que entra en el volumen del condensador es
igual a la corriente de desplazamiento neta que sale de él
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Puede definirse una densidad de corriente efectiva de desplazamiento JD de manera similar a como se define para la
corriente de conducción:
dt
dEJ
A
IJ
D
dD
0
:a reducidas quedan anteriores ecuaciones las entonces
,
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Aunque la corriente “pasa” por el condensador, no hay flujo de cargas: es
una corriente de desplazamiento.
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La variación de campo eléctrico inducida entre las placas genera igualmente un campo magnético en sus alrededores.
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Potencial ΔV [V]
Corriente I[A]
Campo eléctrico E [N/C]
Fuerza eléctrica F
Resistencia [Ω]
Masa m (protón, electrón)
LEY DE OHM LEY DE COULOMB
LEY DE AMPÈRE
Movimiento
Corriente de conducción
continuada Ic
Campo magnético
B [T]
Ic
IdDistancia dCargas q
∂E/∂t
LEYES DE NEWTON
Fundamentos de electricidad y magnetismo UN-Corriente de desplazamiento y Ley de Ampère
La Ley de Ampère antes y después de las modificaciones hechas por Maxwell describe la interacción de un campo magnético y
una corriente eléctrica.
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La generación de campo magnético tiene lugar cuando hay variaciones en el campo
eléctrico, por ejemplo, cuando una partícula cargada se desplaza con respecto a un punto P.
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Las diferentes magnitudes de los
vectores de E representan la
variación de éste cuando se cambia la posición respecto a P
De ésta manera, una variación de campo magnético induce un campo eléctrico y una variación de campo eléctrico induce un campo magnético. Lo cual se traduce en:
Et
BB
t
E
o
Se induce un campo magnético sobre P
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Maxwell demostró que las ideas de Ampère pueden generalizarse incluyendo situaciones como los circuitos con condensadores, para lo cual usó la
definición matemática de Corriente de desplazamiento…
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C
IdB 0•Según Ampère:
•Según Maxwell:dt
dIIIdB e
C
d
0000 )(
La corriente eléctrica no sólo se produce por el transporte de
carga en un punto en un intervalo de tiempo determinado, esto lo demuestra la corriente de
desplazamiento definida por Maxwell que relaciona un campo
variable con el tiempo.
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