INFORME N°5 - ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

Introducción.-Se conoce de antiguo la propiedad de la Magnetita, ( Fe 3 O 4 ), de atraer el fierro y algunas aleaciones de éste. Inicialmente el magnetismo se utilizaba solo para eventos sociales y de entretención, ( fiestas, circos, etc., ).

Introducción al Magnetismo: El magnetismo, es uno de los aspectos del electromagnetismo, que es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo. El marco que aúna ambas fuerzas se denomina teoría electromagnética. La manifestación más conocida del magnetismo es la fuerza de atracción o repulsión que actúa entre los materiales magnéticos como el hierro. Sin embargo, en toda la materia se pueden observar efectos más sutiles del magnetismo. Recientemente, estos efectos han proporcionado claves importantes para comprender la estructura atómica de la materia. Características del Magnetismo: • Aunque hay una estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo, ambas fuerzas son totalmente diferentes. Para que interactúen debe de haber un movimiento en alguna de ellas. Se sabe que el elctrón tiene una carga electrostática que aplica una fuerza hacia el centro del elctrón, y también se sabe que los electrones tienen un campo magnético a su alrededor debido a su rotación orbital. En el momento en que se encuentren van a formar un campo electromagnético por ser perpendiculares entre sí. Los únicos materiales magnéticos naturalmente son el Hierro, Níquel y Cobalto. Si los responsables del magnetismo son los electrones entonces nos preguntamos por qué no son todas las sustancias Magneticas entonces. Esto se debe a que en los átomos con electrones de spin opuesto tienden a formar parejas que anulan mutuamente su magnetismo. Los materiales naturalmnte magneticos reciben el nombre de ferromagnéticos pues se comportan como el Hierro, en lo que se refiere al magnetismo. Estos materiales no siempre se comportan como imanes, esto se debe a que las moléculas están dispersas y sin alinear, por lo que cada una sigue una dirección al azar; cuando estas moléculas están alineadas las fuerzas magnéticas se suman, en este momento decimos que un material está magnetizado. Todos los imanes tienen una polaridad en sus extremos, que reciben el nomre de Norte y Sur(N y S, respectivamente). El extremo Norte de un imán se determina suspendiendo un imán en un cordel para que apunte al Norte magnético. Esto se debe a que la tierra tiene un campo magnético pues tiene una rotación del mismo modo que los electrones. Los imanes presentan atracción y repulsión del mismo modo que las cargas, donde polos opuestos se atraen y polos semejantes se repelen. Campo Magnético. • Una barra imantada o un cable que transporta corriente pueden influir en otros materiales magnéticos sin tocarlos físicamente porque los objetos magnéticos producen un 'campo magnético'. Los campos magnéticos suelen representarse mediante 'líneas de campo magnético' o 'líneas de fuerza'. En cualquier punto, la dirección del campo magnético es igual a la dirección de las líneas de fuerza, y la intensidad del campo es inversamente proporcional al espacio entre las líneas. En el caso de una barra imantada, las líneas de fuerza salen de un extremo y se curvan para llegar al otro extremo. En los extremos del imán, donde las líneas de fuerza están más próximas, el campo magnético es más intenso; en los lados del imán, donde las líneas de fuerza están más separadas, el campo magnético es más débil. Según su forma y su fuerza magnética, los distintos tipos de imán producen diferentes esquemas de

1. Dos cargas puntuales están situadas a 10 cm una de la otra, q1=3pC y q2=7pC. ¿Cuál es la fuerza que ejercen q1 y q2 sobre una tercera carga q3= -4pC situada exactamente a la mitad de q1 y q2? (57.6 µN) 2. Dos cargas puntuales q1= 60µC y q2=-15µC están localizadas en (-1,1,-1) m y (3,1,0) m respectivamente. Hallar la fuerza de q1. (F=.46 i + 0 j -.115 k N) 3. Three point charges are arranged along the x-axis. Charge q1 =3 µC is at the origin, and charge q2=-5µC is at x=0.2m. charge q3= -8µC. where is q3 located if the net force on q1 is 7 N in the -x direction? (-0.144 m) 4. Se tiene tres cargas puntuales localizadas en las vértices de un triángulo recto, como se muestra en la figura, donde q1=-80µC, q2=50µC y q3= 70µC. Las distancias son AC=30 cm, AB=40 cm. Calcular la fuerza ejercida sobre la carga q3. (280 N @ 54.8 °)

MOSHERA S.R.L, 2003

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2013

Filminas sobre electricidad y magnetismo

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO. Electrostática-Vacío 1) Suponiendo una nube de electrones confinada en una región entre dos esferas de radios 2 cm y 5 cm, tiene una densidad de carga en volumen expresada en coordenadas esféricas: Calcular la carga total contenida en dicha región.

Electromagnetismo es la parte de la física que estudia los campos electromagnéticos, sus interacciones con la materia, y en general la electricidad y el magnetismo.

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Resistencia eléctrica. Es la oposición de los materiales al paso de los electrones, dependiendo de la facilidad con que los electrones cruzan los materiales se clasifican en: a) Conductores son aquellos que permiten el paso de los electrones entre ellos tenemos principalmente el cobre, la plata, el oro. b) Los semiconductores son aquellos que permiten el paso de electrones solo en ciertas condiciones como alta temperatura. Como por ejemplo el Germanio y Silicio. c) Aislante Son aquellos materiales que no permiten el paso de electrones entre ellos se encuentran los cauchos madera seca, loza. La resistencia eléctrica depende de el largo del conductor, su área de la sección transversal y de su resistividad que depende de la constitución o naturaleza del conductor. A R = ρ 0 5 B C L A L R = Resistencia medida en Ohm y se simboliza por la letra griega omega (Ω) Ρ = Resistividad del material y se mide en Ω 0 5 B C m A= Area de la sección transversal del conductor medida en m² o mm². Corriente eléctrica (i).-Es la cantidad de carga eléctrica que circula por un conductor en una unidad de tiempo Su unidad de medida es el Coulomb/ segundo y equivale a 1 Ampere (A).. i = Q/t Donde i = corriente eléctrica medida en ampere (Coulomb/s) Q= Carga eléctrica medida en Coulomb (C) t = Tiempo expresado en segundos. Ley de Ohm. La diferencia de potencial o caída de voltaje entre los extremos de un conductor es igual al producto entre la corriente que circula por el y su resistencia. V = R 0 5 B C i V= Caída de voltaje expresada en Volts R = Resistencia eléctrica expresada en Ohm I = Corriente eléctrica expresada en Ampere (A) PROBLEMAS 1.-determine la resistencia de un conductor de 100 m de largo 0,2 mm de diámetro cuya resistividad es de 0.0002 Ω 0 5 B C m PAGE 1