Carlos Eduardo Chan Rodríguez.Martes, 17 de marzo de 2015

Campos magnéticosLos campos magnéticos tienen su origen en las corrientes eléctricas: una corriente más fuerte resulta en un campo más fuerte. Un campo eléctrico existe aunque no haya corriente. Cuando hay corriente, la magnitud del campo magnético cambiará con el consumo de poder, pero la fuerza del campo eléctrico quedará igual.

Ondas electromagnéticasEl movimiento de cargas eléctricas en un metal conductor (como una antena de una emisora de radio o TV), origina ondas de campos eléctrico y magnético (denominadas ondas electromagnéticas EM) que se propagan a través del espacio vacío a la velocidad c de la luz (c = 300.000 km/s). Estas ondas radiadas llevan asociada una energía electromagnética que puede ser captada por una antena receptora (la antena de TV en una casa o por la pequeña antena incorporada en un teléfono móvil).

Sin embargo, los campos eléctrico y magnético pueden existir independientemente uno del otro, y se les denomina entonces campos estáticos; como los campos eléctricos que se originan entre las nubes y tierra durante una tormenta, antes de saltar el rayo. Cuando en una región del espacio existe una energía electromagnética, se dice que en esa región del espacio hay un campo electromagnético y este campo se describe en términos de la intensidad de campo eléctrico (E) y/o la inducción magnética o densidad de flujo magnético.

Fuente de los campos magnéticosLa fuente de los campos magnéticos es la corriente eléctrica. Su intensidad se mide en amperios por metro (A/m). Habitualmente, los investigadores de CEM utilizan una magnitud relacionada, la densidad de flujo (en microteslas (µT) o militeslas (mT). Los campos magnéticos se originan cuando se pone en marcha un aparato eléctrico y fluye la corriente. La intensidad del campo disminuye conforme aumenta la distancia desde la fuente. La mayoría de los materiales no atenúan los campos magnéticos.

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Intensidad de campo eléctrico

Si en una región del espacio existe un campo eléctrico se utiliza una carga q de pruebaSi en dicha región esta carga experimenta una carga eléctrica entonces matemáticamente el campo eléctrico se expresa así:

E = F/ qDonde:E=Intensidad del campo eléctricoF=Fuerza eléctrica, y q=Carga de prueba.

La dirección y sentido del campo eléctrico son los mismos que los de la fuerza eléctrica.Para calcular el campo eléctrico se toma:

Carga Q como la carga puntual que genera el campo.R como la distancia entre la carga que genera el campo y el punto P donde se quiere determinar le intensidad del campo.

Línea de fuerza o línea de flujo.Una línea de fuerza o línea de flujo, normalmente en el contexto

del electromagnetismo, es la curva cuya tangente proporciona la dirección

del campo en ese punto. Como resultado, también es perpendicular a las líneas

equipotenciales en la dirección convencional de mayor a menor potencial.

Suponen una forma útil de esquematizar gráficamente un campo, aunque son

imaginarias y no tienen presencia física.

- Tubo de fuerza

Un tubo de fuerza, también llamado tubo de inducción electrostática o tubo de

campo, es el conjunto de las líneas de fuerza eléctrica que se mueve de manera

que su principio traza una curva cerrada sobre una superficie positiva, su final

traza una correspondiente curva cerrada sobre la superficie negativa, y la propia

línea de fuerza genera una superficie tubular inductiva. Estos tubos se

llaman solenoides. A ángulos rectos sobre el tubo de fuerza existe

una presión que es un medio del producto deldieléctrico y la densidad magnética.

Si a través del crecimiento de un campo los tubos de fuerza se diseminan hacia

los lados o en anchura, existe una reacción magnética a ese crecimiento en

intensidad de la corriente eléctrica. Sin embargo, si un tubo de fuerza se mueve de

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lado, hay poca o ninguna resistencia que limite la velocidad. Los tubos de fuerza

son absorbidos por los cuerpos que ejercen momento y masa gravitatoria

Movimiento en un campo eléctrico

Cuando una partícula cargada está en una región donde hay un campo eléctrico experimenta una fuerza igual al producto de su carga por la intensidad del campo

eléctrico .

Si la carga es positiva experimenta una fuerza en el sentido del campo Si la carga es negativa experimenta una fuerza en sentido contrario al

campo

Si el campo es uniforme la fuerza es constante y también lo es la aceleración, aplicando las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado podemos obtener la velocidad de la partícula en cualquier instante o después de haberse desplazado una determinada distancia

De forma alternativa, podemos aplicar el principio de conservación de la energía, ya que el campo eléctrico es conservativo

La energía potencial q(V'-V) se transforma en energía cinética. Siendo V'-V la diferencia de potencial existente entre dos puntos distantes x. En un campo eléctrico uniformeV'-V=Ex.

 

Carlos Eduardo Chan Rodríguez.Martes, 17 de marzo de 2015

Movimiento en un campo magnético

Una partícula que se mueve en un campo magnético experimenta una fuerza dada

por el producto vectorial  . El resultado de un producto vectorial es un vector de

módulo igual al producto de los módulos por el seno del ángulo comprendido qvBsen()

dirección perpendicular al plano formado por los vectores velocidad y campo.

y el sentido se obtiene por la denominada regla del sacacorchos. Si la carga

es positiva el sentido es el del producto vectorial  , como en la figura

Si la carga es negativa el sentido de la fuerza es contrario al del producto

vectorial  .

Dicha partícula en un campo magnético uniforme y perpendicular a la dirección de la velocidad describe órbita circular ya que la fuerza y la velocidad son mutuamente perpendiculares. El radio de dicha órbita puede obtenerse a partir de la aplicación de la ecuación de la dinámica del movimiento circular uniforme: fuerza igual a masa por aceleración normal.

Determinación de la Carga.

Carlos Eduardo Chan Rodríguez.Martes, 17 de marzo de 2015

La fuerza electrostática es

 La fuerza total con la que asciende será:

 esta fuerza será neutralizada por la fuerza de rozamiento causada por el aire (Fr)

para que suba con velocidad  constante:

 

de donde despejando tendremos:

 

En esta fórmula la determinación de la carga es lo único que no se conocía en los cálculos. Millikan considero conveniente modificar el campo eléctrico externo, una formulación consideraba que el modificar el campo externo también variaría la velocidad de descenso de la gota de aceite. Millikan observó que si utilizaba rayos X, pasándolos por el aparato, la carga de esta podía aumentar o disminuir, y la velocidad de subida podía variar. Sin embargo al bajar la velocidad  no variaba, una explicación es que la masa de los electrones adicionales no varía sustancialmente la masa de los electrones, ya que eran considerados despreciables comparadas con la masa total de la gota. Millikan  encontró que la carga  de la gota nunca era menor de 1.6x10 –19 C, pero que además siempre era un múltiplo de un valor entero de dicho valor. Lo cual significa que la carga esta cuantizada.