Magnetismo e Imanes. Regresar wikis. Ediciones Física Miguel Cano Chávez 36. Polo norte geográfico. Polo sur. magnético. Campo.

Transcripción

1 Magnetsmo e Imanes Regresar wks La magnetta, un mneral de ferro (Fe 2+ Fe 3+ 2 O 4 ) conocdo desde hace varos mles de años, fue utlzada por Glbert para realzar estudos que le llevaron a conclur que la orentacón de las brújulas (hechas de este mneral), en la dreccón norte-sur terrestre, se debe a que la Terra msma es un mán de gran tamaño cuyos extremos concden aproxmadamente con los polos geográfcos norte y sur. Polo sur magnétco Polo norte geográfco Líneas de campo magnétco S Campo magnétco B Polo sur geográfco S Polo norte magnétco Edcones Físca Mguel Cano Chávez 36

2 Regresar wks Ésta es la razón por la que a los extremos de un mán, llamados polos magnétcos, tambén se les dentfca como polos norte y sur. Donde al acercar polos guales se repelen y al acercar polos dferentes se atraen. Polos guales se repelen Polos dferentes se atraen Edcones Físca Mguel Cano Chávez 37

3 Campo Magnétco Regresar wks El campo magnétco o densdad de flujo magnétco B, es posble establecer con la ayuda de una brújula, donde las líneas de campo de un dpolo magnétco son cerradas (vajan en ambas dreccones), tal como se muestra en la fgura. S Edcones Físca Mguel Cano Chávez 38

4 Regresar wks S quséramos aslar los polos magnétcos para nterrumpr las líneas de campo, cortando a la mtad la barra mantada, obtendríamos dos barras con sus propos polos norte y sur, en las cuales las líneas de campo segurían cerradas, tal como se muestra en las fguras. Edcones Físca Mguel Cano Chávez 39

5 Regresar wks Campo Magnétco debdo a Corrente Eléctrca A prncpos del sglo XIX, el maestro danés Hans Chrstan Oersted ( ) se dedcó a estudar la relacón entre la electrcdad y el magnetsmo, y en 182 empezó con un expermento falldo. Tomó una brújula y colocó un alambre en dreccón perpendcular a la orentacón de ella. Al hacer crcular una corrente por el alambre, nada ocurró. Pero después reptó el expermento colocando el alambre encma de la brújula y con la msma orentacón que ella; al hacer pasar una corrente por el alambre, la brújula gró hasta ponerse cas perpendcular al alambre, tal como se muestra en la fgura. Al desconectar el alambre de la pla, la brújula recobró la orentacón ncal. Al hacer pasar la corrente en el sentdo opuesto, la brújula gró otra vez, pero en el sentdo opuesto Edcones Físca Mguel Cano Chávez 4

6 Regresar wks al del prmer expermento. Había demostrado la conexón entre electrcdad y magnetsmo! S S A A = Tal efecto de la corrente eléctrca, consste en producr un campo magnétco B a su alrededor sobre el alambre, a la manera de un mán. Edcones Físca Mguel Cano Chávez 41

7 Regresar wks Tomemos un alambre recto y atravesémoslo perpendcularmente en un cartón que colocamos en forma horzontal y sobre el cual depostamos lmaduras de herro de manera unforme, cubréndolo todo. S hacemos crcular una corrente eléctrca por el alambre, las lmaduras se orentarán en arreglos semejantes a círculos. Para conocer el sentdo del campo B crcular necestamos usar una brújula, colocando ésta en varos puntos sobre el cartón, tal como se muestra en la fgura. B Edcones Físca Mguel Cano Chávez 42

8 La relacón entre el sentdo del campo B y el de la corrente, puede descrbrse con la ayuda de la regla de la mano derecha: el pulgar ndca el sentdo convenconal de la corrente, el cerrar de los otros dedos ndcan la dreccón y el sentdo del campo magnétco o densdad de flujo magnétco B. Recuerda que el sentdo convenconal de la corrente es opuesto al sentdo en que se mueven los electrones en el conductor. B Regresar wks Edcones Físca Mguel Cano Chávez 43

9 Regresar wks En resumen, el campo magnétco o densdad de flujo magnétco B producdo por una corrente, es un campo crcular, ya que sus líneas de campo son círculos concéntrcos cuyos centros se encuentran en el alambre que lleva la corrente. Además, se puede demostrar que la magntud del campo magnétco producdo por una corrente en un alambre es: En un alambre largo y recto: (Ley de Ampére) µ 7 B = µ = 4π 1 T m 2π r A Edcones Físca Mguel Cano Chávez 44

10 Regresar wks En el centro de un alambre doblado formando una espra crcular: (Ley de Bot y Savart) µ B = µ = 4π 1 z 2r 7 T m A Edcones Físca Mguel Cano Chávez 45

11 En el centro de una espra crcular de vueltas: Regresar wks B z = µ 2r = # de vueltas o espras R Z Campo B en una espra de vueltas Edcones Físca Mguel Cano Chávez 46

12 En el centro de una bobna o solenode crcular: Regresar wks n µ B = ( cosθ cos θ ) n µ z r l 2 El campo B en una bobna o solenode I I n= espras del solenode S l y en los extremos de la bobna crcular: B z = n µ 2 n= espras del solenode Edcones Físca Mguel Cano Chávez 47