Unidad 4. Electromagnetismo. El campo magnético
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Propiedades generales de los imanes. Desarrollo del electromagnetismo
Electromagnetismo. El campo magnético
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Causas del magnetismo natural
Las propiedades magnéticas de los imanes naturales también son consecuencia de las cargas móviles: los electrones del imán producen minúsculos campos magnéticos, dipolos magnéticos, cuya suma produce un magnetismo exterior.
Las sustancias atendiendo a su comportamiento, se pueden clasificar en:
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Campo magnético
El campo magnético viene determinado por el vector B, que recibe el nombre de inducción magnética o intensidad de campo magnético.
La unidad del campo magnético en el SI es el tesla (T).
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Fuentes del campo magnético
Campo magnético creado por un elemento de corriente. Ley de Biot y Savart.
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Campo magnético producido por una corriente recta e indefinida.
Aplicando la ley de Biot y Savart a una corriente recta e integrando llegamos a:
Finalmente llegamos a que el módulo del campo viene dado por la siguiente expresión:
La dirección es circular en torno al conductor, y el sentido según la regla de la mano derecha.
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Campo magnético creado por una corriente circular
Si aplicamos la ley de Biot-Savart a una espira circular, llegamos a:
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Fuerzas sobre cargas móviles situadas en campos magnéticos. Ley de Lorentz
La Ley de Lorentz nos habla de la acción de un campo sobre una carga en movimiento.
Si v es perpendicular a B, la partícula describirá una orbita circular.
La fuerza de Lorentz es la fuerza normal:
Los parámetros del movimiento:
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Ley general de Lorentz
La Ley general de Lorentz se describe cuando una carga se mueve en una región del espacio con un campo eléctrico y otro magnético:
Fuerza magnética sobre un conductor rectilíneo:
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Fuerza magnética sobre corrientes eléctricas
Fuerza magnética sobre una espira:
Obtenemos el momento de torsión máximo del par de fuerzas:
Aplicando la fórmula solo a los módulos:
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Fuerzas entre corrientes paralelas. Definición de amperio
Dos corrientes paralelas interaccionan de la siguiente forma:
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Ley de Ampère
Electromagnetismo. El campo magnético
Un conductor largo y recto por el que circula una corriente I produce un campo magnético cuyo valor en un punto viene dado por:
De forma general:
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Aplicación de la ley de Ampère
Electromagnetismo. El campo magnético
El campo magnético creado por un solenoide en su interior, es un campo uniforme de sentido según la regla de la mano derecha, con la siguiente expresión matemática:
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