TRABAJO COLABORATIVO II

ROBINSON OSORIO

CURSO 299001-44

TUTOR

EDGAR ORLEY MORENO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

2014

A. FUERZA MAGNETICA1

CAMPOS ELECTROMAGNETICOS

B. Un electrón se acelera por la acción de una diferencia de potencial de 100 V y, posteriormente, penetra en una región en la que existe un campo magnético uniforme de 2 T, perpendicular a la trayectoria del electrón. Calcula la velocidad del electrón a la entrada del campo magnético.

C. Halla el radio de la trayectoria que recorre el electrón en el interior del campo magnético y el periodo del movimiento.

D. Solución:E. 1. Aplicando la ley de la conservación de la energía mecánica al movimiento

del electrón dentro del campo eléctrico, y suponiendo que el electrón está inicialmente en reposo, se tiene:

F.G. Despejando queda:

H.I. 2. Al penetrar el electrón perpendicularmente al campo magnético, actúa una

fuerza sobre el perpendicular a la velocidad y por ello describe una órbita circular.

J.K. Aplicando la segunda ley de Newton:

L.M. Despejando:

N.O. 3. El periodo del movimiento es:

P.

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CAMPOS ELECTROMAGNETICOS

B. FUERZA DE LORENTZ

En física, la fuerza de Lorentz es la fuerza ejercida por el campo electromagnético que recibe

una partícula cargada o una corriente eléctrica.

Para una partícula sometida a un campo eléctrico combinado con un campo

magnético, la fuerza electromagnética total o fuerza de Lorentz sobre esa partícula

viene dada por:

Donde   es la velocidad de la carga,   es el

vector intensidad de campo eléctrico y   es el vector inducción magnética. La

expresión siguiente está relacionada con la fuerza de Laplace o fuerza sobre un hilo

conductor por el que circula corriente:

Donde   es la longitud del conductor,   es la intensidad de

corriente y   la inducción magnética. A pesar de ser una consecuencia directa de

ella, esta última expresión históricamente se encontró antes que la anterior, debido a

que las corrientes eléctricas se manejaban antes de que estuviese claro si la carga

eléctrica era un fluido continuo o estaba constituida por pequeñas cargas discretas.

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C. LEY DE AMPERE

En física del magnetismo, la ley de Ampère, modelada por André-Marie Ampère en

1831,1 relaciona un campo magnético estático con la causa que la produce, es

decir, una corriente eléctrica estacionaria. James Clerk Maxwell la corrigió

posteriormente y ahora es una de las ecuaciones de Maxwell, formando parte del

electromagnetismo de la física clásica.

La ley de Ampére explica, que la circulación de la intensidad del campo magnético

en un contorno cerrado es igual a la corriente que lo recorre en ese contorno. El

campo magnético es un campo angular con forma circular, cuyas líneas encierran la

corriente. La dirección del campo en un punto es tangencial al círculo que encierra la

corriente. El campo magnético disminuye inversamente con la distancia al conductor.

Cálculo del campo creado por un hilo conductor infinito por el que circula una

corriente I a una distancia r del mismo. Las líneas del campo magnético tendrán el

sentido dado por la regla de la mano derecha para la expresión general del campo

creado por una corriente, por lo que sus líneas de campo serán circunferencias

centradas en el hilo, como se muestra en la siguiente figura.

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CAMPOS ELECTROMAGNETICOS

Para aplicar la ley de Ampere se utiliza por tanto una circunferencia centrada en el

hilo conductor de radio r. Los vectores B y dl son paralelos en todos los puntos de la

misma, y el módulo del campo es el mismo en todos los puntos de la trayectoria. La

integral de línea queda

Empleando la ley de Ampère puede calcularse el campo creado por distintos tipos

de corriente. Dos ejemplos clásicos son el del toroide circular y el del solenoide

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