domingo
viernes
CUESTIONARIO
CUESTIONARIO:
1°) QUE SUCEDE CUANDO POR UN CABLE CIRCULA CORRIENTE.
2°) QUE VECTORES SE PONEN EN JUEGO EN LA REGLA DE LA MANO DERECHA.
3°) EN LA LEY DE LORENZ:
a) LA FUERZA A QUE ES IGUAL.
b) LA CARGA QUE ESTÁ EN LA DIRECCIÓN DEL CAMPO QUE LE SUCEDE.
c) SI LA CARGA ESTÁ EN DIRECCIÓN OBLICUA AL CAMPO,COMO SE COMPORTA ANTE ESTO.
4°) EN QUE UNIDADES SE MIDE EL CAMPO MAGNÉTICO B.
5°) QUE VECTORES APARECEN EN LA REGLA DE LA MANO IZQUIERDA.
6°) EL EXPERIMENTO DE FARADAY EN QUE CONSISTIÓ.
7°) MAXWELL EN QUE BASÓ SU EXPERIMENTO.
8°) QUE SUCEDE CUANDO SE HALLAN DOS ESPIRAS ENFRENTADAS,Y EN UNA DE ELLAS CIRCULA
UNA CORRIENTE ELÉCTRICA.
1°) QUE SUCEDE CUANDO POR UN CABLE CIRCULA CORRIENTE.
2°) QUE VECTORES SE PONEN EN JUEGO EN LA REGLA DE LA MANO DERECHA.
3°) EN LA LEY DE LORENZ:
a) LA FUERZA A QUE ES IGUAL.
b) LA CARGA QUE ESTÁ EN LA DIRECCIÓN DEL CAMPO QUE LE SUCEDE.
c) SI LA CARGA ESTÁ EN DIRECCIÓN OBLICUA AL CAMPO,COMO SE COMPORTA ANTE ESTO.
4°) EN QUE UNIDADES SE MIDE EL CAMPO MAGNÉTICO B.
5°) QUE VECTORES APARECEN EN LA REGLA DE LA MANO IZQUIERDA.
6°) EL EXPERIMENTO DE FARADAY EN QUE CONSISTIÓ.
7°) MAXWELL EN QUE BASÓ SU EXPERIMENTO.
8°) QUE SUCEDE CUANDO SE HALLAN DOS ESPIRAS ENFRENTADAS,Y EN UNA DE ELLAS CIRCULA
UNA CORRIENTE ELÉCTRICA.
COMO SE HACE
COMO SE HACE:
- SE LEEN LOS TRES BLOQUES
- LA SEMANA QUE VIENE LES DOY UN CUESTIONARIO QUE DEBEN CONTESTAR Y ENTREGAR A LA VUELTA.
- CUALQUIER DUDA EL MAIL ES jmaida58@gmail.com o en su defecto en este mismo blog.
Electromagnetismo 3
Electromagnetismo 3
Acción de un campo magnético sobre una corriente eléctrica
Intensidad de corriente es la rapidez con la que fluye la carga a través de una superficie. Si dQ es la carga neta que pasa a través de la superficie en un intervalo de tiempo dt, la corriente I se expresa como I = dq/dt. Se mide en Amperios.
Consideremos un conductor en el seno de un campo magnético. Si tomamos un dl del conductor en la dirección de la intensidad las cargas se desplazan con una velocidad v y por tanto el tiempo que tarda en recorrer la longitud del segmento e
s dt = dl/v.
Acción de un campo magnético sobre una corriente eléctrica
Intensidad de corriente es la rapidez con la que fluye la carga a través de una superficie. Si dQ es la carga neta que pasa a través de la superficie en un intervalo de tiempo dt, la corriente I se expresa como I = dq/dt. Se mide en Amperios.
Consideremos un conductor en el seno de un campo magnético. Si tomamos un dl del conductor en la dirección de la intensidad las cargas se desplazan con una velocidad v y por tanto el tiempo que tarda en recorrer la longitud del segmento e
s dt = dl/v.dq = I · dt = I ·i.dl/v
Utilizando la F de Lorentz. dF = dq · (v.B) = I.(dl/v).(v.B)
dF = I.dl.B
Fuerza de un campo uniforme sobre un conductor rectilíneo
Utilizando la F de Lorentz. dF = dq · (v.B) = I.(dl/v).(v.B)
dF = I.dl.B
Fuerza de un campo uniforme sobre un conductor rectilíneo
Debemos integrar la expresión anterior.
Sabemos que dl = dl.μ1 y B uniforme
F = ∫ I.(dl.B) = ∫ I.dl.μ1.B = I.μ1.B ∫ dl = I.L.μ1.B
F = I.L.B implica F = I.L.B.sen α
si x = π/2 la F es máxima.
De aquí se puede obtener una nueva definición de tesla 1T = 1N/(1A.1m)
Ejemplo:
Una varilla de 200 g y 40 cm de longitud es recorrida por una intensidad de 2 A. Si la varilla está apoyada en una superficie horizontal de coeficiente de rozamiento 0,3, calcula el valor y la dirección de campo magnético para que comience a deslizarse.
La fuerza de rozamiento es:
Fr = mu.m.g.
La fuerza magnética que actúa sobre un elemento de corriente es:
Fm = I.l.B.sen de alfa
Para que el campo sea mínimo, el ángulo ha de ser de 90º, con lo que igualando ambas expresiones y despejando resulta:
Sabemos que dl = dl.μ1 y B uniforme
F = ∫ I.(dl.B) = ∫ I.dl.μ1.B = I.μ1.B ∫ dl = I.L.μ1.B
F = I.L.B implica F = I.L.B.sen α
si x = π/2 la F es máxima.
De aquí se puede obtener una nueva definición de tesla 1T = 1N/(1A.1m)
Ejemplo:
Una varilla de 200 g y 40 cm de longitud es recorrida por una intensidad de 2 A. Si la varilla está apoyada en una superficie horizontal de coeficiente de rozamiento 0,3, calcula el valor y la dirección de campo magnético para que comience a deslizarse.
La fuerza de rozamiento es:
Fr = mu.m.g.
La fuerza magnética que actúa sobre un elemento de corriente es:
Fm = I.l.B.sen de alfa
Para que el campo sea mínimo, el ángulo ha de ser de 90º, con lo que igualando ambas expresiones y despejando resulta:
Este campo tiene que ser perpendicular a la superficie y de sentido hacia dentro si la varilla se mueve hacia la derecha.
Acciones del campo magnético uniforme sobre una espira
Se puede ver que la suma de las cuatro fuerzas es 0 calculándola.
F1 = I.a.B.sen (90º + θ) = I.a.B.cos θ
F2 = I.a.B.sen (90º - θ) = I.a.B.cos θ
opuesto
F3 = I.b.B.sen 90º
F4 = I.b.B.sen 90º
opuesto (B perpendicular a I)
Acciones del campo magnético uniforme sobre una espira
Se puede ver que la suma de las cuatro fuerzas es 0 calculándola.
F1 = I.a.B.sen (90º + θ) = I.a.B.cos θ
F2 = I.a.B.sen (90º - θ) = I.a.B.cos θ
opuesto
F3 = I.b.B.sen 90º
F4 = I.b.B.sen 90º
opuesto (B perpendicular a I)
Esto quiere decir que un campo magnético uniforme no ejerce fuerza neta sobre una espira por la que circula una corriente.
Si el vector S representa la superficie de la espira (Interp. Geométrica p vetorial) de módulo ab y forma un ángulo θ con el campo la F neta es nulo, F1 y F2 son iguales y opuestas, y están en la misma línea de acción por lo que se anulan F3 y F4 tienen el mismo valor direcciones paralelas y sentidos opuestos, pero no están en la misma línea de acción. Son un par de fuerzas y producen una rotación sobre un eje que paso por 0.
El momento del par es:
Si el vector S representa la superficie de la espira (Interp. Geométrica p vetorial) de módulo ab y forma un ángulo θ con el campo la F neta es nulo, F1 y F2 son iguales y opuestas, y están en la misma línea de acción por lo que se anulan F3 y F4 tienen el mismo valor direcciones paralelas y sentidos opuestos, pero no están en la misma línea de acción. Son un par de fuerzas y producen una rotación sobre un eje que paso por 0.
El momento del par es:
M = a.F.sen θ
Como sabemos que F = .I.bB
M = I.b.Ba.sen θ = I.S.B.sen θ implica M = I.SxB
Al producto I · S se le llama momento magnético de la espera m = I.S, y por tanto, “El momento de un par de fuerzas” M que actúa sobre una esfera por la que circula una corriente es M = mxB.
La espira no gira si m y B tienen la misma dirección, es decir, si la espira es perpendicular al campo. En cualquier otra posición la espira gira alrededor de la posición de equilibrio hasta que se coloca perpendicular al campo.
Como sabemos que F = .I.bB
M = I.b.Ba.sen θ = I.S.B.sen θ implica M = I.SxB
Al producto I · S se le llama momento magnético de la espera m = I.S, y por tanto, “El momento de un par de fuerzas” M que actúa sobre una esfera por la que circula una corriente es M = mxB.
La espira no gira si m y B tienen la misma dirección, es decir, si la espira es perpendicular al campo. En cualquier otra posición la espira gira alrededor de la posición de equilibrio hasta que se coloca perpendicular al campo.
Para conocer la dirección y sentido del momento magnético m se usa la recta mano derecha . Si en vez de una espira es una bobina o solenoide m = N.I.S (N; nº de espiras).
Ejemplo:
La espira rectangular de la figura puede girar alrededor del eje y y lleva una intensidad de 10A en el sentido del dibujo. Si la espira está en una región del espacio donde existe un campo magnético paralelo al eje x, dirigido hacia los valores de x positivos y de magnitud 0,2 T, calcula la fuerza sobre cada uno de los lados de la espira y el momento necesario para mantener la espira en su posición.
Sobre el lado que coincide con el eje y, la fuerza es:
Ejemplo:
La espira rectangular de la figura puede girar alrededor del eje y y lleva una intensidad de 10A en el sentido del dibujo. Si la espira está en una región del espacio donde existe un campo magnético paralelo al eje x, dirigido hacia los valores de x positivos y de magnitud 0,2 T, calcula la fuerza sobre cada uno de los lados de la espira y el momento necesario para mantener la espira en su posición.
Sobre el lado que coincide con el eje y, la fuerza es:
Es, por tanto, una fuerza paralela al eje z y dirigida hacia los valores de z negativos.
La fuerza sobre el otro lado de 8 cm tiene el mismo módulo y la misma dirección, pero está dirigida hacia los valores positivos de z.
El módulo de las fuerzas que actúan sobre los lados paralelos al plano ZX es:
F´ = I.l.sen 30º = 10 A. 6.10-2 m.0,2 T. 0,5 = 0,06 N
Estas fuerzas son paralelas al eje y y van dirigidas hacia el exterior de la espira.
El momento del par de fuerzas que actúan sobre los lados paralelos al eje y es:
La fuerza sobre el otro lado de 8 cm tiene el mismo módulo y la misma dirección, pero está dirigida hacia los valores positivos de z.
El módulo de las fuerzas que actúan sobre los lados paralelos al plano ZX es:
F´ = I.l.sen 30º = 10 A. 6.10-2 m.0,2 T. 0,5 = 0,06 N
Estas fuerzas son paralelas al eje y y van dirigidas hacia el exterior de la espira.
El momento del par de fuerzas que actúan sobre los lados paralelos al eje y es:
Su dirección es la del eje y y su sentido hacia los valores negativos del eje. Para mantener a la espira en su sitio, es necesario aplicar un par del mismo módulo y dirección pero de sentido contrario.
martes
Electromagnetismo
Ley de Lorentz.
Acción de un campo magnético sobre una carga en movimiento
Hemos dicho que la Fm es centrípeta.
Si tenemos una partícula de carga q con velocidad v al campo magnético uniforme, tenemos
Fm = F cent m.v2/R = q.v.B ® R = m.v/q.B
El movimiento es circular uniforme de radio R.
Si la velocidad forma un ángulo con el campo, la trayectoria no es plana. v se puede descomponer en VN y Vr. La componente normal describiría una circunferencia de R = (m.v.sen θ)/(q.B) y la componente tangencial desplazaría el circulo en el sentido del campo. Vr = v.cos σ
El movimiento es helicoidal.
Ejemplo:
Dos dispositivos, C1 y C2, lanzan partículas en la dirección de sus respectivos ejes, como se muestra en la figura.
Dichas partículas se mueven en presencia de un campo magnético B perpendicular al plano de la figura (X).
Se observa que las partículas lanzadas por C1 alcanzan la pantalla P1 en un punto M1 por encima del eje 1, mientras que las que lanza C2 lo hacen sobre un punto M2 situado por debajo del eje 2.
¿De qué signo son, respectivamente, las cargas lanzadas por los dispositivos C1 y C2?
Si aplicamos la regla de la mano izquierda :
· F1 sale hacia arriba. Carga positiva.
· F2 sale hacia abajo. Carga negativa.
Ley de Lorentz.
Acción de un campo magnético sobre una carga en movimiento
Hemos dicho que la Fm es centrípeta.
Si tenemos una partícula de carga q con velocidad v al campo magnético uniforme, tenemos
Fm = F cent m.v2/R = q.v.B ® R = m.v/q.B
El movimiento es circular uniforme de radio R.
Si la velocidad forma un ángulo con el campo, la trayectoria no es plana. v se puede descomponer en VN y Vr. La componente normal describiría una circunferencia de R = (m.v.sen θ)/(q.B) y la componente tangencial desplazaría el circulo en el sentido del campo. Vr = v.cos σ
El movimiento es helicoidal.
Ejemplo:
Dos dispositivos, C1 y C2, lanzan partículas en la dirección de sus respectivos ejes, como se muestra en la figura.
Dichas partículas se mueven en presencia de un campo magnético B perpendicular al plano de la figura (X).
Se observa que las partículas lanzadas por C1 alcanzan la pantalla P1 en un punto M1 por encima del eje 1, mientras que las que lanza C2 lo hacen sobre un punto M2 situado por debajo del eje 2.
¿De qué signo son, respectivamente, las cargas lanzadas por los dispositivos C1 y C2?
Si aplicamos la regla de la mano izquierda :
· F1 sale hacia arriba. Carga positiva.
· F2 sale hacia abajo. Carga negativa.
electromagnetismo 2
Electromagnetismo 2
Ley de Lorentz
Vamos a estudiar la acción de un campo magnético sobre una carga móvil. Imaginemos una región espacial donde existe un campo magnético. Si se abandona una carga en reposo, no se observa interacción alguna debido al campo. Si la partícula incide con el campo a una cierta velocidad, aparece una fuerza.
Experimentalmente se llegó a las siguientes conclusiones:
· La fuerza es proporcional a la carga y a la velocidad con la que la partícula entra en el campo magnético.
· Si la carga incide en la dirección del campo, no actúa ninguna fuerza sobre ella.
· Si la carga incide en la dirección al campo, la fuerza adquiere su máximo valor y es a la velocidad y al campo.
· Si la carga incide en dirección oblicua al campo, aparece una fuerza a este y a la velocidad cuyo valror es proporcional al seno del ángulo de incidencia.
· Cargas de distinto signo experimentan fuerzas de sentidos opuestos.
Según esto podemos decir que F = Q v B sen θ.
Como F v y B son vectores:
F = Q.v.B: Fuerza de Lorentz
B = F máx/Qv
De donde;
Si entra
N/(C.m/s2) = Tesla
Para averiguar hacia donde sale la F se usa la regla de la mano izquierda.
Ley de Lorentz
Vamos a estudiar la acción de un campo magnético sobre una carga móvil. Imaginemos una región espacial donde existe un campo magnético. Si se abandona una carga en reposo, no se observa interacción alguna debido al campo. Si la partícula incide con el campo a una cierta velocidad, aparece una fuerza.
Experimentalmente se llegó a las siguientes conclusiones:
· La fuerza es proporcional a la carga y a la velocidad con la que la partícula entra en el campo magnético.
· Si la carga incide en la dirección del campo, no actúa ninguna fuerza sobre ella.
· Si la carga incide en la dirección al campo, la fuerza adquiere su máximo valor y es a la velocidad y al campo.
· Si la carga incide en dirección oblicua al campo, aparece una fuerza a este y a la velocidad cuyo valror es proporcional al seno del ángulo de incidencia.
· Cargas de distinto signo experimentan fuerzas de sentidos opuestos.
Según esto podemos decir que F = Q v B sen θ.
Como F v y B son vectores:
F = Q.v.B: Fuerza de Lorentz
B = F máx/Qv
De donde;
Si entra
N/(C.m/s2) = Tesla
Para averiguar hacia donde sale la F se usa la regla de la mano izquierda.
F ; Pulgar.
B; Indice.
v; Corazón
Para (+).
Al revés para (-).
Esta expresión es similar a la de la g = F/m o la E = F/Q, solo que en el denominador aparece la v, lo que evidencia que es necesario el movimiento B = F/Qv. Esta v nos indica que el campo no es conservativo, ya que no es un campo de F, porque la F depende de la v.
Si una partícula entra en una región en la que hay campo eléctrico y magnético estará sometido a las dos fuerzas.
Fe = Q.E (dirección del campo eléctrico) y Fm = Q.v.B ( a B)
Fr = Q.[E + v.B] Fuerza de Lorentz generalizada. σ
3.1 Trabajo de la Fuerza de Lorentz.
La Fm al ser a la v no modifica su módulo, solo su dirección. Por tanto, Fm proporciona una an.
Si v = cte entonces la Eσ es cte, y por tanto, el W es nulo.
Demo
W = F.dr = F.v.dr = F.v.cos 90° .dr = 0.
electromagnetismo 1
Electromagnetismo 1
Introducción
Desde la Antigüedad se conocen las propiedades de la magnetita (Fe3O4) Thales de Mileto intentó explicar este fenómeno pero con un concepto insuficiente de la materia, incapaz de separar los conceptos de materia y fuerza. Atribuía el magnetismo a la presencia de un alma en la piedra imantada Sócrates (470-399 a.C.) observó que atraía objetos de hierro y les transfería propiedades atractivas, consiguiendo suspender una ristra de anillos de un solo imán.
Leyendas chinas hablan de su uso como brújula (83 a.C) que marca el sur y en un libro militar del 1084 se describe como fabricar una brújula.
Podemos definir un imán como una sustancia capaz de ejercer una atracción sobre el hierro y algunas otras sustancias, que llamaremos sustancias férricas. La fuerza que ejercen los imanes depende de la distancia; si separamos el imán del hierro disminuye la fuerza con que lo atrae, que aumenta cuando lo acercamos. Los imanes pueden ser naturales o artificiales. La magnetita es un imán natural. Algunos imanes son permanentes y otros temporales. Los primeros mantienen sus propiedades magnéticas a lo largo del tiempo (Acero) y los segundos solo actúan como imanes en determinadas circunstancias (Hierro dulce)
El empleo de los imanes en navegación se remonta por lo menos al siglo XI.
En 1269, Pierre de Maricourt, al dar forma esférica a un imán y aproximarle pequeñas agujas de acero, comprobó que estas se orientaban sobre su superficie de un modo determinado en cada punto. Al dibujar las líneas que sugerían dichas orientaciones , encontró que se cortaban en dos puntos opuestos de la esfera, justo donde se mantenía la aguja vertical. También observó que esos puntos se orientaban siempre al norte y al Sur. Los llamo Polo Norte y Polo Sur y comprobó que al acercar dos polos iguales entre sí, los imanes se repelen y si son opuestos se atraen.
En 1600, William Gilbert, postuló que la Tierra actuaba como un potente imán esférico. Las brújulas se orientaban hacia los polos magnéticos terrestres. Afirma que los trozos de imán se comportan también como imanes, es decir, sabemos que hay cargas eléctricas aisladas , pero no existen polos magnéticos aislados, siempre hay imanes (dipolos completos), nunca un polo norte o sur solo. Esto hoy en día está en discusión, pues en ciertos experimentos se han detectado monopolos magnéticos. Esto aún necesita confirmación.
Los polos magnéticos no coinciden con los polos geográficos , es decir que las brújulas no indican con exactitud el norte geográfico. A esto se le llama declinación magnética.
La conexión entre la electricidad y el magnetismo no llegó hasta el siglo XIX de la mano de Oersted, (1819) al observar que la corriente eléctrica circulando por un elemento conductor crea a su alrededor un campo magnético similar al de un imán. Ampere aportó la idea de que el magnetismo natural puede estar producido por pequeñas corrientes a nivel molecular. Faraday a partir de 1821, empezó a desarrollar ideas sobre la teoría de campos y concluyó diciendo que campos magnéticos variables crean campos eléctricos. Maxwell, en 1860, indicó que se podían crear campos magnéticos a partir de campos eléctricos variables y por tanto concluyó diciendo que la interacción eléctrica y magnética están relacionadas y tienen que ver con la carga eléctrica.
El experimento de Oersted
En 1820, Oersted, impartiendo una clase de Física en la Universidad de Copenhague, y tratando de explicar que era la corriente eléctrica que había descubierto Volta, acercó por casualidad una brújula a un conductor por el que circulaba corriente y observó que la aguja imantada sufría una desviación.
A raíz de esto Oersted siguió investiganco y llegó a las siguientes conclusiones:
Cuando colocamos una brújula cerca de un conductor por el que pasa una corriente eléctrica, la brújula se orienta perpendicularmente al conductor y deja de señalar hacia el polo norte.
Si aumentamos la intensidad de la corriente eléctrica que circula por el conductor , la brújula gira más rápidamente hasta colocarse perpendicular a si mismo.
Si invertimos el sentido de la corriente eléctrica . la brújula sigue orientada perpendicularmente al conductor , pero en sentido opuesto al caso anterior.
La conclusión fue : “Una corriente eléctrica produce un campo magnético “
A partir de los trabajos de Oersted se demostraron experimentalmente otra serie de fenómenos:
Ampere comprobó que al situar dos conductores paralelos por los que circulan corrientes de intensidades grandes aparecen fuerzas entre ellos, que son de atracción si las corrientes tienen el mismo sentido y de repulsión si las corrientes tienen sentido contrario.
Si deja de haber corriente desaparecen las fuerza.
Entre dos conductores circulares (espiras) paralelos, recorridos por sendas corrientes , se producen fuerzas de atracción , si las corrientes tienen el mismo sentido y de repulsión si tienen sentido contrario.
Biot y Savart formularon el campo magnético producido por una corriente cualquiera
Faraday realizó el siguiente experimento. Cogió una espira metálica con un galvanómetro. Al aproximar un imán a la espira metálica se observa que la aguja del galvanómetro se mueve. Si dejamos quieto el imán la aguja del galvanómetro se va a O. Si sacamos el imán la aguja del galvanómetro se mueve en sentido contrario, y si se separa mucho vuelve al cero. Por tanto se llega a la conclusión de que “un campo magnético en movimiento produce una corriente eléctrica“.
Maxwell constató el efecto contrario, un campo eléctrico genera un campo magnético.
Por tanto podemos concluir :
· Los imanes y las corrientes eléctricas generan un campo magnético.
· Los campos magnéticos en movimiento producen corriente eléctrica.
Introducción
Desde la Antigüedad se conocen las propiedades de la magnetita (Fe3O4) Thales de Mileto intentó explicar este fenómeno pero con un concepto insuficiente de la materia, incapaz de separar los conceptos de materia y fuerza. Atribuía el magnetismo a la presencia de un alma en la piedra imantada Sócrates (470-399 a.C.) observó que atraía objetos de hierro y les transfería propiedades atractivas, consiguiendo suspender una ristra de anillos de un solo imán.
Leyendas chinas hablan de su uso como brújula (83 a.C) que marca el sur y en un libro militar del 1084 se describe como fabricar una brújula.
Podemos definir un imán como una sustancia capaz de ejercer una atracción sobre el hierro y algunas otras sustancias, que llamaremos sustancias férricas. La fuerza que ejercen los imanes depende de la distancia; si separamos el imán del hierro disminuye la fuerza con que lo atrae, que aumenta cuando lo acercamos. Los imanes pueden ser naturales o artificiales. La magnetita es un imán natural. Algunos imanes son permanentes y otros temporales. Los primeros mantienen sus propiedades magnéticas a lo largo del tiempo (Acero) y los segundos solo actúan como imanes en determinadas circunstancias (Hierro dulce)
El empleo de los imanes en navegación se remonta por lo menos al siglo XI.
En 1269, Pierre de Maricourt, al dar forma esférica a un imán y aproximarle pequeñas agujas de acero, comprobó que estas se orientaban sobre su superficie de un modo determinado en cada punto. Al dibujar las líneas que sugerían dichas orientaciones , encontró que se cortaban en dos puntos opuestos de la esfera, justo donde se mantenía la aguja vertical. También observó que esos puntos se orientaban siempre al norte y al Sur. Los llamo Polo Norte y Polo Sur y comprobó que al acercar dos polos iguales entre sí, los imanes se repelen y si son opuestos se atraen.
En 1600, William Gilbert, postuló que la Tierra actuaba como un potente imán esférico. Las brújulas se orientaban hacia los polos magnéticos terrestres. Afirma que los trozos de imán se comportan también como imanes, es decir, sabemos que hay cargas eléctricas aisladas , pero no existen polos magnéticos aislados, siempre hay imanes (dipolos completos), nunca un polo norte o sur solo. Esto hoy en día está en discusión, pues en ciertos experimentos se han detectado monopolos magnéticos. Esto aún necesita confirmación.
Los polos magnéticos no coinciden con los polos geográficos , es decir que las brújulas no indican con exactitud el norte geográfico. A esto se le llama declinación magnética.
La conexión entre la electricidad y el magnetismo no llegó hasta el siglo XIX de la mano de Oersted, (1819) al observar que la corriente eléctrica circulando por un elemento conductor crea a su alrededor un campo magnético similar al de un imán. Ampere aportó la idea de que el magnetismo natural puede estar producido por pequeñas corrientes a nivel molecular. Faraday a partir de 1821, empezó a desarrollar ideas sobre la teoría de campos y concluyó diciendo que campos magnéticos variables crean campos eléctricos. Maxwell, en 1860, indicó que se podían crear campos magnéticos a partir de campos eléctricos variables y por tanto concluyó diciendo que la interacción eléctrica y magnética están relacionadas y tienen que ver con la carga eléctrica.
El experimento de Oersted
En 1820, Oersted, impartiendo una clase de Física en la Universidad de Copenhague, y tratando de explicar que era la corriente eléctrica que había descubierto Volta, acercó por casualidad una brújula a un conductor por el que circulaba corriente y observó que la aguja imantada sufría una desviación.
A raíz de esto Oersted siguió investiganco y llegó a las siguientes conclusiones:
Cuando colocamos una brújula cerca de un conductor por el que pasa una corriente eléctrica, la brújula se orienta perpendicularmente al conductor y deja de señalar hacia el polo norte.
Si aumentamos la intensidad de la corriente eléctrica que circula por el conductor , la brújula gira más rápidamente hasta colocarse perpendicular a si mismo.
Si invertimos el sentido de la corriente eléctrica . la brújula sigue orientada perpendicularmente al conductor , pero en sentido opuesto al caso anterior.
La conclusión fue : “Una corriente eléctrica produce un campo magnético “
A partir de los trabajos de Oersted se demostraron experimentalmente otra serie de fenómenos:
Ampere comprobó que al situar dos conductores paralelos por los que circulan corrientes de intensidades grandes aparecen fuerzas entre ellos, que son de atracción si las corrientes tienen el mismo sentido y de repulsión si las corrientes tienen sentido contrario.
Si deja de haber corriente desaparecen las fuerza.
Entre dos conductores circulares (espiras) paralelos, recorridos por sendas corrientes , se producen fuerzas de atracción , si las corrientes tienen el mismo sentido y de repulsión si tienen sentido contrario.
Biot y Savart formularon el campo magnético producido por una corriente cualquiera
Faraday realizó el siguiente experimento. Cogió una espira metálica con un galvanómetro. Al aproximar un imán a la espira metálica se observa que la aguja del galvanómetro se mueve. Si dejamos quieto el imán la aguja del galvanómetro se va a O. Si sacamos el imán la aguja del galvanómetro se mueve en sentido contrario, y si se separa mucho vuelve al cero. Por tanto se llega a la conclusión de que “un campo magnético en movimiento produce una corriente eléctrica“.
Maxwell constató el efecto contrario, un campo eléctrico genera un campo magnético.
Por tanto podemos concluir :
· Los imanes y las corrientes eléctricas generan un campo magnético.
· Los campos magnéticos en movimiento producen corriente eléctrica.
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