Fundamentos de Electromagnetismo: Conceptos Clave y Dispositivos Eléctricos
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Conceptos Fundamentales de Electromagnetismo
Fuerza Magnética
Es la fuerza a la que se ve sometida una carga en movimiento que penetra en una región donde existe un campo magnético.
Selector de Velocidad
El selector de velocidad es un dispositivo en el que el campo eléctrico contrarresta la fuerza magnética debida al campo magnético. Permite seleccionar partículas con una determinada velocidad.
Espectrómetro de Masa
Es muy útil para separar partículas en función de su relación carga-masa (q/m). Es una técnica valiosa para separar isótopos e identificar átomos. Tiene dos partes: en la primera, un selector de velocidad; y en la segunda, un campo magnético.
El Ciclotrón
Es un aparato que se emplea para acelerar partículas cargadas. A la salida del aparato, podemos obtener partículas cargadas con velocidades próximas a la velocidad de la luz. Tiene dos partes: en la primera, dos recipientes semicirculares en los que hay un campo B por los que la partícula cargada gira; y en la segunda, un campo eléctrico que genera un ΔV (diferencia de potencial).
Amperio
Es la intensidad de corriente que debe circular por dos conductores rectilíneos paralelos e indefinidos, para que, separados por una distancia de 1 m, ejerzan una fuerza entre ellos de 2 x 10-7 N/m.
Propiedades Magnéticas de la Materia
Materiales Diamagnéticos
La permeabilidad magnética de estos materiales es menor que la del vacío. Son repelidos levemente cuando se coloca un imán en sus proximidades.
Materiales Paramagnéticos
La permeabilidad magnética de estos materiales es mayor que la del vacío. Son atraídos levemente cuando se coloca un imán en sus proximidades.
Materiales Ferromagnéticos
La permeabilidad magnética es muchísimo mayor que la permeabilidad magnética del vacío.
Analogías y Diferencias entre Campo Eléctrico (E) y Campo Magnético (B)
Analogías
- Ambos campos dependen inversamente del cuadrado de la distancia.
- La constante eléctrica (permitividad) y la constante magnética (permeabilidad) dependen del medio.
Diferencias
- Una carga en reposo produce la aparición de un campo eléctrico; una carga en movimiento produce un campo magnético.
- El campo electrostático es conservativo; el campo magnético es no conservativo.
- Las líneas de fuerza del campo eléctrico son abiertas (nacen en cargas positivas y mueren en negativas); las líneas de fuerza del campo magnético son cerradas.
- Existen cargas eléctricas positivas y negativas independientes (monopolos eléctricos); no existen monopolos magnéticos aislados.
Leyes Clave del Electromagnetismo
Flujo Magnético
Es el número de líneas de campo magnético que atraviesan una superficie.
Ley de Lenz
El sentido de la corriente inducida es tal que se opone a la causa que lo produce.
Ley de Faraday
La fuerza electromotriz inducida en un circuito es igual a la rapidez con la que cambia el flujo magnético.
Dispositivos Electromagnéticos
Generador Eléctrico
Un generador eléctrico es un dispositivo capaz de producir energía eléctrica a partir de otro tipo de energía.
Alternador
Es un generador eléctrico de corriente alterna.
Dinamo
Es un generador eléctrico de corriente continua.
Motor Eléctrico
Es un dispositivo que genera energía mecánica a partir de energía eléctrica.