CAMPOS MAGNETOSTÁTICOS, MATERIALES Y DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS Electromagnetismo
Grupo: 15
Tutor(a): Merice Huertas Beltrán
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES CURSO ACADÉMICO Pitalito, abril 16 de 2017
Tabla de contenido
Introducción ........................................................................................................................................
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Objetivos .........................................................................................................................................
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Objetivo general ..........................................................................................................................
4
Objetivos específicos ...................................................................................................................
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Aporte individual (John Steven Posso) ................................................................................................ 5 Aporte individual (Cesar Yamit Bermeo) ............................................................................................. 6 Aporte individual (Yedi Yaritza Silva) .................................................................................................. 7 Aporte individual (Jhonattan Raúl Rodríguez) .................................................................................... 8 Conclusiones ..................................................................................................................................... 11
Referencias ........................................................................................................................................
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Introducción
En este trabajo se estudia el campo magnético. Se parte de las ecuaciones de Maxwell y se establecen las leyes de conservación de la carga de la energía y del movimiento. Se analiza la programación de ondas electromagnéticas en el vacío y la materia. También se encuentra evidencias de la exploración por las referencias bibliográficas propuestas para esta actividad, de esta manera maner a se nos pide que resolvamos dos problemas de 10 en la fase individual
Objetivos
Objetivo general
Estudiar formalmente la teoría del campo magnético así como sus materiales materiales conductores, estableciendo las distintas leyes de conservación, analizar los fenómenos relacionados a las distintas maquinas utilizadas en laboratorios para la práctica de los mismos.
Objetivos específicos
Resolver los problemas relacionados con partículas y ondas electromagnéticas en la materia.
Comprender la formulación del electromagnetismo en la materia
Analizar los fenómenos y resultados de las leyes físicas dadas por los campos magnéticos.
Aporte individual (John Steven Posso) Ejercicio 1
Considere un electrón cerca del ecuador de la Tierra. ¿En qué dirección tiende a desviarse si su velocidad está dirigida hacia a) abajo, b) el norte, c) el oeste o d) el sureste?
Abajo: No hay desviación
El Norte: Hacia fuera de la página o plano
El Oeste: Hacia fuera de la página o plano
El Sureste: Hacia el plano de la pagina
Ejercicio 2
Calcule la magnitud del campo magnético en un punto que está a 0.15 de distancia de
un conductor delgado y largo que lleva una corriente de 3.8 .
∗ = 2∗
El campo magnético se representa por la letra B y es el cual vamos a calcular R se representa la distancia
=? = 3.8 = 0.15 =4∗10− / Remplazamos los valores según la ley de Biot y Savart
− / 4∗10 ∗ 3. 8 = 2 ∗ 0.1/∗ 5 =5.06∗10− Aporte individual (Cesar Yamit Bermeo) Ejercicio 3
⃗ = + 2 / ̂ ̂ = 2 ̂ 4 ̂ + ⃗ =⃗ ∗ ̂ ̂ [1 ∗21∗3] ⃗∗ = 12 42 13 = [2∗3 2∗3 1 1 ∗ 4] 4] [1 ∗21∗3] [1 ∗ 4 4 2∗2] 2∗2] =258 ⃗∗ = √ 2 5 8 = 9.22 ∗ ∗ /
3. Un protón se mueve con una velocidad
campo magnético tiene un valor fuerza magnética que experimenta esta carga?
en una región donde el . ¿Cuál es la magnitud de la
|⃗|=|⃗ ∗ | = 1.60∗10− 9.9.22 ∗ ∗ =1.4752∗10− Ejercicio 4 4. Dos conductores largos y paralelos separados
15 = 8
, transportan corrientes en una misma dirección. El primer alambre lleva una corriente y el segundo lleva una .
= 13
= 4∗1020,−∗/8 = 2 150 ≈11.00∗10− 0,000011 −∗/ ∗8∗13 4∗10 − = = 2 = ≈0, 0 0001387=1, 3 87∗10 20,150 ≈0,00001387=1,387∗10−/ − 4∗10 ∗ 13 ()=23.00∗10−() = 2 () = 20,150 13 ≈23.00∗10− 0,0000023 −∗/ 4∗10 ∗/ ∗8∗13 − = = 2 = ≈0, 0 0001387=1, 3 87∗10 20,150 ≈0,00001387=1,387∗10−/
a) ¿Cuál es la magnitud del campo magnético producido por en la ubicación de ?
b) ¿Cuál es la fuerza por cada unidad de d e longitud ejercida por sobre ?
c) ¿Cuál es la magnitud del campo magnético producido por en la ubicación de ?
d) ¿Cuál es la fuerza por cada unidad de longitud ejercida por sobre ?
Aporte individual (Yedi Yaritza Silva) Ejercicio 6
6. Un alambre largo y recto yace sobre una mesa horizontal y lleva una corriente de En el vacío, un protón se mueve paralelamente al alambre (en dirección opuesta a la corriente) con una rapidez constante de
2.9∗10 /
2.4
.
y a una distancia d por encima del
alambre. Determine el valor de d . Puede ignorar el campo magnético causado por la Tierra.
=2.9∗10 Datos protón
=1.6∗10− =1.67∗10− ∗ = ∗∗ 2 ∗ −2.9∗10 4∗10−2.4∗10− 1. 6 ∗10 = 21.67∗10−9.81 =0.1358 =. Rta: La distancia que hay entre el alambre y el protón es de
.
Aporte individual (Jhonattan Raúl Rodríguez) Ejercicio 7
7. Un ciclotrón, concebido para acelerar protones, tiene un campo magnético de magnitud en una región de radio
1.54
máxima adquirida por los protones
0.376
de
. ¿Qué valores tienen a) la frecuencia y b) la rapidez
El ciclotrón consta de dos cámaras metálicas huecas con forma de semicírculo (se llaman “des”, D, a causa de su forma), con tenidas en una cámara de vacío para que las partículas
que viajen por ellas no sean dispersadas en choques con moléculas de los gases que forman el aire. Sobre las "des" actúa un campo magnético uniforme y perpendicular, generado por un potente electroimán, y entre ambas se aplica un campo eléctrico alterno, para que q ue la fuerza eléctrica siempre actúe en el sentido del movimiento de las partículas. Desde una fuente de iones, situada cerca del centro del campo magnético, las partículas cargadas se inyectan al ciclotrón inicialmente a una velocidad moderada. La fuerza magnética les proporciona una aceleración normal y, por lo tanto, tienen un movimiento circular por una de las "des". Al salir de ahí, se les aplica el campo eléctrico que las acelera y las lleva a la otra mitad del ciclotrón a una velocidad superior. A esa velocidad recorren otra semicircunferencia de radio mayor que la primera y vuelven a acceder a la zona entre las "des", donde se les aplica de nuevo el campo eléctrico (ahora en sentido contrario al anterior), que las vuelve a acelerar. El proceso se repite una y otra vez hasta que las partículas salen finalmente del ciclotrón a una velocidad muy elevada, tras haber realizado en el interior del orden de 50 a 100 revoluciones. a) La frecuencia de un ciclotrón es el doble del de la partícula entonces:
=
= ..
= frecuencia del ciclotrón = Frecuencia de la particula
M = masa de la partícula V = velocidad de la partícula q = carga eléctrica de la partícula B = Campo magnético de la partícula W = rapidez angular de la partícula
=.
=
R = = Radio de la trayectoria circular
= . = . .
Sustituimos (w) en: Despejamos (T)
= . .. = . .
y sustituimos (V) en:
sería lo mismo que:
Se enti nti ende nde que L a fre fr ecue cuenci nci a es ig ua uall a la i nve nversa del peri odo, ento ntonce nces:
= ... = ,,, ., . =
=
b) la rapidez máxima adquirida por los protones:
= . . = . = .,.. ,, . / =
RTA
=
Conclusiones
Con el presente trabajo se pretende evidenciar la exploración de los diferentes entornos de aprendizaje y las respectivas referencias bibliográficas propuestas para esta unidad, después de seguir las instrucciones propuestas para esta actividad, se estudia la teoría del campo magnético estableciendo las diferentes leyes de conservación. Se resuelven los distintos problemas planteados para el desarrollo de esta actividad y se consolida un único trabajo colaborativo.
Referencias
UNAD. (s.f). http://campus0c.unad.edu.co/campus0/. Obtenido de http://campus15.unad.edu.co/ecbti15/course/view.php?id=20