Ferromagneto o solenoide
Descripción
Cuando se permite que circule corriente a través de un solenoide, observamos que se crea un campo magnético similar al de una barra imantada. Esto significa que la corriente de electrones es capaz de generar campos magnéticos y que estos son equivalentes a los campos magnéticos permanentes.
ID:(12116, 0)
Interacción imán y solenoide
Descripción
No solo existe una similitud entre el campo magnético de un imán y aquel que genera un solenoide, también interactuan en forma similar a como lo hacen dos imanes.
Sin embargo existe una diferencia clave, el imán interactua con el spin del electrón y altera su comportamiento. O sea
- el campo magnético puede inducir un comportamiento en el electrón (principio del generador eléctrico)
- el electrón puede generar un campo magnético y vía este mover un imán o el objeto que lo crea (principio del motor eléctrico)
ID:(12121, 0)
Ley de Lenz
Descripción
Al igual que en la mecánica en que la inercia trata de resistirse al cambio de estado en la electrodinámica existe un fenómeno análogo que fue descrito inicialmente por Lenz. Este se observa en particular en la inducción magnética en que las corrientes generadas son siempre de modo de oponerse al imán que las esta generando. En otras palabras las corrientes generadas crean un campo magnético que esta en oposición al que las origina inicialmente. Esto es lo que se denomina la ley de Lenz.
Ejemplo de la aplicación de la ley de Lenz: si se deja caer un anillo sobre un campo magnético se genera en el una corriente tal que genera un campo de polaridad opuesta que se resiste a caer sobre el campo existente.
ID:(12174, 0)
Calculo de un campo magnético
Descripción
Un campo magnético se genera mediante la combinación de múltiples contribuciones de todos los elementos que conducen electricidad. Si nos enfocamos en uno de estos elementos en particular, podemos observar su contribución al campo magnético, como se ilustra en la imagen:
ID:(12179, 0)
Ley de Faraday y campo magnético
Descripción
Variables
Cálculos
Cálculos
Ecuaciones
Ejemplos
Cuando se permite que circule corriente a trav s de un solenoide, observamos que se crea un campo magn tico similar al de una barra imantada. Esto significa que la corriente de electrones es capaz de generar campos magn ticos y que estos son equivalentes a los campos magn ticos permanentes.
(ID 12116)
(ID 1932)
La componente magn tica de la fuerza de Lorentz se expresa mediante la siguiente ecuaci n:
| $ \vec{F} = q ( \vec{E} + \vec{v} \times \vec{B} )$ |
Esto se traduce en:
| $ \vec{F} = q \vec{v} \times \vec{B} $ |
(ID 10056)
El campo y flujo magn tico son proporcionales, por lo que se tiene con que
| $ \vec{B} = \mu_0 \mu_r \vec{H}$ |
(ID 12171)
An logo al flujo del campo el ctrico, podemos introducir un flujo magn tico $\Phi$. Si introducimos una densidad de flujo magn tico $B$, podemos definir el flujo como:
| $ \Phi =\displaystyle\int_S\vec{B}\cdot d\vec{S} $ |
(ID 12168)
No solo existe una similitud entre el campo magn tico de un im n y aquel que genera un solenoide, tambi n interactuan en forma similar a como lo hacen dos imanes.
Sin embargo existe una diferencia clave, el im n interactua con el spin del electr n y altera su comportamiento. O sea
- el campo magn tico puede inducir un comportamiento en el electr n (principio del generador el ctrico)
- el electr n puede generar un campo magn tico y v a este mover un im n o el objeto que lo crea (principio del motor el ctrico)
(ID 12121)
Faraday observo que la variaci n temporal del flujo magn tico inducia una diferencia de potencial que, de conectarse a un alambre, puede generar una corriente. Esta relaci n se puede escribir con como
| $ \Delta\varphi = -\displaystyle\frac{d \Phi }{d t }$ |
El potencial creado se denomina tambi n 'fuerza electromotriz' (fem) pues es el mecanismo con el que se genera la fuerza que mueve un motor.
(ID 12175)
La ley de Faraday que establece con diferencia de potencial $V$, flujo magnético $kg/C s$ y tiempo $s$ que
| $ \Delta\varphi = -\displaystyle\frac{d \Phi }{d t }$ |
Para el caso que se trabaja con valores medios se puede estimar que la variaci n del flujo magn tico es con diferencia de potencial $V$, flujo magnético $kg/C s$ y tiempo $s$
| $ \Delta\varphi = -\displaystyle\frac{ \Delta\Phi }{ \Delta t }$ |
(ID 12256)
Al igual que en la mec nica en que la inercia trata de resistirse al cambio de estado en la electrodin mica existe un fen meno an logo que fue descrito inicialmente por Lenz. Este se observa en particular en la inducci n magn tica en que las corrientes generadas son siempre de modo de oponerse al im n que las esta generando. En otras palabras las corrientes generadas crean un campo magn tico que esta en oposici n al que las origina inicialmente. Esto es lo que se denomina la ley de Lenz.
Ejemplo de la aplicaci n de la ley de Lenz: si se deja caer un anillo sobre un campo magn tico se genera en el una corriente tal que genera un campo de polaridad opuesta que se resiste a caer sobre el campo existente.
(ID 12174)
Un ejemplo simple de variaci n en el flujo se puede estimar mediante la f rmula:
| $ \Delta\varphi = -\displaystyle\frac{ \Delta\Phi }{ \Delta t }$ |
Si asumimos que la densidad de flujo magn tico es constante a lo largo de la secci n, representada por:
| $ \Phi =\displaystyle\int_S\vec{B}\cdot d\vec{S} $ |
En este caso, si retiramos un conductor de un campo magn tico, la secci n del conductor se ir reduciendo a medida que avanza. Si asumimos una forma rectangular para simplificar los c lculos, podemos establecer:
$\displaystyle\frac{\Delta\Phi}{\Delta t} = B L \displaystyle\frac{\Delta s}{\Delta t}=B L v$
donde la variaci n en la distancia recorrida en funci n del tiempo se define como la velocidad. Por lo tanto, podemos estimar que:
| $ \Delta\varphi = - B L v$ |
(ID 12177)
Un campo magn tico se genera mediante la combinaci n de m ltiples contribuciones de todos los elementos que conducen electricidad. Si nos enfocamos en uno de estos elementos en particular, podemos observar su contribuci n al campo magn tico, como se ilustra en la imagen:
(ID 12179)
En general para el calculo de campos magn ticos se puede usar la llamada ley de Biot Savat que para una corriente dada en un segmento de alambre calcula su contribuci n a un campo magn tico en un punto del espacio. Con esta es
| $ d\vec{H}= \displaystyle\frac{ I }{4\pi}\displaystyle\frac{ d\vec{l}\times \hat{r}}{r^2}$ |
(ID 12178)
ID:(1626, 0)
