CAMPO MAGNÉTICO FUERZA MAGNÉTICA OERESTED EJERCICIOS RESUELTOS PREUNIVERSITARIOS PDF
PROBLEMA 1 :
Según la figura, la fuerza magnética que experimenta el electrón es:
RESOLUCIÓN :
Rpta. : "C"
Magnetismo , imanes , campo magnetico , dominios magneticos , origen del magnetismo , descubrimiento de oerestes , unidades del campo magnetico, campo magnético originado por una corriente que fluye por un conductor rectilineo y por una espira circular , fuerza magnética sobre partículas cargadas en movimiento , , fuerza magnéticas sobre corrientes electricas debido a un campo magnetico uniforme , motor elétrico , campo magnetico y radiación cósmica
MAGNETISMO
1. Polos magnéticos
Son los extremos de una piedra metálica llamada imán. Se denominan polo Norte (N) y polo Sur (S), como se indica en la figura.
Ley de los polos: polos magnéticos de igual nombre se repelen y polos magnéticos de nombres contrarios se atraen. (Véanse las figuras).
La fuerza con la que se atraen o se repelen los polos de un imán se llama fuerza
magnética, y se dice que el imán crea un campo magnético en el espacio que lo
rodea.
Física 14
Un campo magnético en el entorno de un imán se representa gráficamente por
líneas de fuerza o líneas de inducción magnética, como se muestra en la figura.
(*) OBSERVACIONES:
1°) Los polos magnéticos de un imán son inseparables, y se dice que el imán es
un dipolo magnético. Por consiguiente, no existen imanes con un sólo polo
magnético (llamados monopolos magnéticos).
2°) Por convenio las líneas de fuerza del campo magnético o líneas de inducción
magnética se dibujan saliendo del polo norte e ingresando al polo sur, como
muestra la figura.
3°) Las líneas de inducción magnética son cerradas y nunca se interceptan.2. Definición de campo magnético (B )
Se dice que existe un campo magnético en una región del espacio cuando una
partícula con carga eléctrica en movimiento experimenta una fuerza magnética.
La magnitud del campo magnético (B) se define:
(carga eléctrica) (rapidez)
fuerza (magnitud)
3. Campo magnético producido por una corriente rectilínea muy larga
La magnitud del campo magnético B producido por una corriente rectilínea muy
larga es directamente proporcional a la intensidad de la corriente eléctrica (I) e
inversamente proporcional al radio de circulación (r) del campo magnético:
o = 4 10-7 Tm/A: permeabilidad magnética del vacío
La dirección de circulación del campo magnético (B ) se determina con la siguiente
regla de la mano derecha (véase la figura anterior):
Si el pulgar extendido indica la dirección de la corriente eléctrica, los dedos
flexionados indicarán el sentido de circulación de B .
(*) OBSERVACIONES:
1°) La corriente eléctrica y el campo magnético no están en el mismo plano.
Representando la corriente saliente perpendicularmente del plano con , y
aplicando la regla de la mano derecha, la circulación del campo magnético se
describe en sentido antihorario, como muestra la figura (a). Análogamnete,
representando la corriente entrante perpendicularmente al plano con , la
circulación del campo magnético se describe en sentido horario, como
muestra la figura (b).
2º) La dirección del campo magnético B en un punto de la línea de inducción se
indica con una vector tangente a la circunferencia, el cual es perpendicular al
radio vector r (véanse las figuras anteriores).
4. Campo magnético producido por una corriente circular
La magnitud del campo magnético B producido por una corriente circular en su
centro es directamente proporcional a la intensidad de la corriente (I) que conduce e
inversamente proporcional a su radio (R):
o = 4 10-7 Tm/A: permeabilidad magnética del vacío
La dirección del campo magnético producido por esta corriente se determina por la
siguiente regla de la mano derecha (véase la figura):
Si los dedos flexionados indican el sentido de circulación de la corriente, el pulgar
extendido indicará la dirección del campo magnético B .
(*) OBSERVACIONES:
1°) La corriente eléctrica y el campo magnético no están en el mismo plano. Si la
corriente circula en sentido antihorario, aplicando la regla de la mano derecha,
el campo magnético se describe saliente del plano y se representa con ,
como muestra la figura (a). Análogamente, si la corriente circula en sentido
horario, aplicando la regla de la mano derecha, el campo magnético se
describe entrante al plano y se representa con , como muestra la figura (b).
2º) Una corriente circular es un imán. La cara con el campo magnético saliente es
el polo norte y la cara con el campo magnético entrante es el polo sur.
3°) Campo magnético en el centro de un segmento de corriente circular:
: ángulo central limitado por el segmento circular
R: radio del segmento circular
5. Fuerza magnética sobre una partícula cargada
La magnitud de la fuerza magnética (FM) que experimenta una partícula cargada se
expresa por:
M F qvBsen
q: magnitud de la carga eléctrica de la partícula
v: rapidez de la partícula
B: magnitud del campo magnético
: ángulo entre v y B
La dirección de la fuerza magnética se determina por la regla de la mano derecha.
En las figuras (a), (b) y (c) se muestran tres formas equivalentes:
(a) Si los dedos extendidos de la mano derecha indican la dirección de v y se
flexionan hacia el vector B , el pulgar indicará la dirección de M F .
(b) Si el dedo índice extendido tiene la dirección de v y el dedo medio tiene la
dirección de B , el pulgar extendido indicará la dirección de M F .
(c) Si el dedo pulgar extendido tiene la dirección de v y los otros dedos extendidos
tienen la dirección de B , la palma indicará la dirección de M F .
(*) OBSERVACIONES:
1°) La fuerza M F es siempre perpendicular al plano donde se encuentran los
vectores v y B .
2°) Si v y B son perpendiculares entre si ( = /2):
FM qvB (magnitud máxima)
3°) Si v y B son paralelos ( = 0) o antiparalelos ( = ): FM = 0
4°) Si v = 0 ó q = 0: FM = 0
6. Trayectoria de una partícula cargada en un campo magnético uniforme
Cuando una partícula cargada ingresa a una región donde existe un campo
magnético uniforme B con una velocidad v perpendicular a la dirección del campo
magnético.realiza MCU (vèanse las figuras).
Despreciando el peso de la partícula respecto a la fuerza magnética la segunda ley
de Newton requiere:
v: rapidez tangencial de la partícula
: rapidez angular de la partícula
m: masa de la partícula
R: radio de la circunferencia
7. Fuerza magnética sobre una corriente eléctrica rectilínea
La magnitud de la fuerza magnética resultante que experimenta el conductor recto
que transporta corriente, situado en un campo magnético uniforme B está dada por.
EJERCICIOS
1. Un imán es un material que crea un campo magnético. Este campo es invisible, pero
puede ejercer una fuerza sobre otros materiales ferromagnéticos, como el hierro,
níquel, etc. Determine la verdad (V) o falsedad (F) según corresponda a cada
enunciado.
I. Se denomina líneas de inducción magnética a aquellas líneas que representan
geométricamente al campo magnético en una región del espacio.
II. Los polos magnéticos de un imán se pueden divid ir para obtener imanes de un
solo polo.
III. Los imanes pueden atraen a todos los metales.
EJERCICIOS PROPUESTOS
1. En relación a las propiedades magnéticas de un material, indique la verdad (V) o
falsedad (F) según corresponda en cada enunciado.
I. Todo metal genera un campo magnético.
II. Los polos opuestos de los imanes se atraen.
III. El hierro, cobalto y níquel son los principales materiales ferromagnéticos.
A) VVF B) VFF C) FVV D) FVF E) VVV
3. En la figura se muestra la sección transversal de cuatro conductores rectilíneos
paralelos y muy largos, perpendiculares al plano del papel, ubicados en los vértices
de un cuadrado y por los cuales circula la misma intensidad de corriente eléctrica. Si
se coloca una pequeña brújula en el centro del cuadrado, determine la orientación de
la aguja.
4. En la figura se muestra parte un conductor rectilíneo muy largo y un conductor circular
de radio R, por el cual circula una corriente eléctrica de intensidad 1 I =1 A . Determine
la intensidad y sentido de la corriente eléctrica que debe circular por el conductor
rectilíneo para que el campo magnético en el centro de la espira sea nulo.
A) ;( ) A B) 2 ;( ) A C) 3 ;( ) A D) 3 ;( ) A E) ;( ) A
5. Una partícula cargada
+q ingresa con cierta velocidad a una región donde existe un
campo magnético uniforme. Con respecto a la fuerza magnética sobre la partícula,
indique la verdad (V) o falsedad (F) según corresponda en cada enunciado.
I. Es perpendicular al plano formado por la velocidad y campo magnético.
II. Es nula cuando ingresa en la misma dirección del campo magnético.
III. Es máxima cuando ingresa perpendicularmente al campo magnético.
A) VFF B) FFF C) VVV D) FVV E) VFV
