Magnetismo: Conceptos Clave y Aplicaciones
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Fuerza sobre una carga en movimiento
El módulo de la fuerza es proporcional al valor de la carga y al módulo de la velocidad con la que se mueve.
La dirección de la fuerza depende de la dirección de dicha velocidad.
Trayectoria helicoidal
Si la partícula cargada posee una componente de la velocidad paralela al campo magnético y otra perpendicular.
Conductor situado en el interior de un campo magnético
El campo magnético interacciona con cada una de las partículas cargadas cuyo movimiento produce la corriente.
La fuerza depende de la intensidad de corriente, la longitud del conductor y el ángulo del conductor con el campo.
Momento magnético sobre una espira de corriente
Como consecuencia del momento, la espira gira hasta que el vector se orienta en la misma dirección del campo B.
Ley de Biot y Savart
El valor del campo magnético creado por una corriente rectilínea en un punto, es directamente proporcional a la intensidad de la corriente e inversamente proporcional a la distancia entre el conductor y el punto considerado.
Campo magnético en el centro de una espira de corriente
En una espira circular el elemento de corriente siempre es perpendicular al vector unitario.
Campo magnético creado por un solenoide
Un solenoide es un alambre arrollado en forma de hélice con espiras muy próximas entre sí. Son como una serie de espiras circulares situadas paralelamente que transportan la misma corriente.
Fuerza entre corrientes paralelas
Las fuerzas que se ejercen mutuamente, son iguales y de sentido contrario.
Se atraen si las corrientes circulan en el mismo sentido, y se repelen si circulan en sentidos contrarios.
Definición de amperio
Un amperio es la intensidad de corriente que, circulando en el mismo sentido por dos conductores paralelos muy largos separados por un metro, producen una fuerza atractiva mutua de 2·10-7 N por cada metro de conductor.
Tipos de sustancias magnéticas
- Sustancias diamagnéticas: sustancias alejadas del imán.
- Sustancias paramagnéticas: sustancias atraídas débilmente por el imán.
- Sustancias ferromagnéticas: sustancias atraídas intensamente por el imán.
Ciclo de histéresis
Se da en las sustancias ferromagnéticas. La histéresis magnética es el fenómeno que permite el almacenamiento de información en los imanes: efecto memoria. Las pérdidas magnéticas en las máquinas eléctricas dependen de la superficie del ciclo de histéresis.
Los experimentos de Faraday
Comprobó que en un circuito, el galvanómetro indicaba el paso de la corriente cuando se abría el circuito; también sucedía lo mismo si en lugar de colocar una bobina, se utilizaba un imán en movimiento.
La inducción magnética
El sentido de la corriente al acercar el imán o el campo es opuesto al que tiene cuando se aleja.
A partir de campos magnéticos es posible inducir en un circuito una fuerza electromotriz capaz de generar corriente eléctrica sin establecer conexiones con ninguna fuente de alimentación.
Ley de Lenz
La polaridad de la fuerza electromotriz inducida es tal que el sentido de su corriente inducida, genera un campo magnético que se opone a la variación del flujo que la produce: el efecto se opone a la causa que lo provoca.
Siempre que varía el flujo magnético que atraviesa un circuito se induce en él una f.e.m. (fuerza electromotriz).
Autoinducción
Cuando un circuito está recorrido por una corriente variable, esta produce un flujo magnético variable a través del mismo, por lo que se produce una f.e.m. y una corriente inducida.