Ley de coulomb . Campos magnéticos

Índice

    Introducción                                                                        2

1. Campo eléctrico                                                          4                  

     1.1.  Ley de coulomb                      4

2.  Campos magnéticos                                                  6

            2.1. El ciclotrón                                                                7

     3. Ondas electromagnéticas                                          8

1. Origen y formación                                               8
2. Características de la radiación E.M.                   9
3.  Espectro electromagnético                                10

1. Inductancia                                                               11

1. Bobina de Tesla                                                    11
2. Teoría de la bobina de Tesla                               11
3. Inductancia mutua                                               12

Conclusión                                                                     13

Referencia                                                                      14

Introducción

En esta monografía sobre Electromagnetismo para crear cargas de manera inductiva primero se habla de temas que están relacionadas con el tema principal para que al leerlo poco a poco tengas una introducción de temas para que al llegar a los últimos temas ya tengas los datos mas importantes para comprender temas mas avanzados y con una complejidad que podría agobiar a las personas.

Los temas hablan sobre dos campos que hacen posible el electromagnetismo los cuales son la electricidad y el magnetismo, aquí vienen las principales formulas y ecuaciones necesarias para el desarrollo del tema de ondas electromagnéticas y sus características para por fin darnos paso al tema de inductancia y en especial el de inductancia mutua.

Justificación

Esta investigación la hice para comprender sobre este tema que me ha interesado ya que hacer una nueva fuente de energía que no necesite de cables y no repercutir en algún daño en la salud de las personas que ocupen estos campos electromagnéticos para dar energía a sus dispositivos electrónicos.

 Otra razón es que es un tema que no se ha explorado bien y me intereso saber el cómo se podría mejorar la transferencia de electrones de una forma controlada y de también como poder manipularla.

Objetivo

Cargar un teléfono sin la necesidad de tener que conectar un cable o dejar tu teléfono sobre una base para que este se cargue de una manera eficiente cambiaria con el método de carga por inducción la cual se basa en simple palabras con una forma inalámbrica de mandar los electrones a una batería sin la necesidad de una corriente directa, en este el cable cargador. Esto también puede ayudar en parte de la domótica ya que alimentaria la automatización de la casa sin la necesidad de tantos cables y todo en un solo punto, lo cual te evitaría errores por la mala conexión del cableado,

Alcances y limitaciones

Un alcance es la obtención de conocimiento sobre un nuevo tema el cual daría un gran golpe a la innovación en la rama del electromagnetismo y abriría camino al desarrollo de nuevos temas de investigación sobre la energía eléctrica y su comportamiento en los electrones.

 En cuanto a las limitaciones carecemos de libros que contengan temas actuales y nuevos desarrollos sobre esta ciencia ya que la mayoría de libros no están actualizados y encontrar una pagina de internet que contenga in formación confiable y con detalles explícitos sobre la formulación de los campos electromagnéticos.

1. Campo eléctrico

Existen una variedad de experimentos para la demostración la existencia de fuerzas o cargas eléctricas. Por ejemplo, después de que pasamos un peine por nuestro cabello durante un día seco, encontramos que atrae unos pedazos pequeños de papel quedando suspendidos. Cuando los materiales de comportan de esta manera se dicen que están electrificados, o que se han cargado eléctricamente .

Con una serie de experimentos, se determinó que existen dos tipos de cargas eléctricas, a las que Benjamín Franklin (1706-1790) les dio el nombre de positiva y negativas. Los electrones poseen cargas negativas y los protones positivos. Para comprobar la existencia de ambos tipos de cargas, tenemos que imaginar que una varilla de hule rígida suspendida en un hilo que antes ya ha sido frotada en un trozo de piel sin curtir, cuando una varillad de vidrio que ha sido frotado con seda se le acerca a la varilla de hule, ambas tienden a atraerse entre sí. Por otro lado, si se acercan dos varillas de hule cargadas o dos varillas de vidrio igualmente cargadas entre si ambas se repelen. Esta demostración comprueba que el hule y el vidrio contienen dos tipos diferente de carga. Finalmente concluimos en base a estas observaciones que cargas de un mismo signo se repelen mientras que las de signos diferente se atraen.

1.  Ley de coulomb

Charles Coulomb (1736-1806) midió las magnitudes de las fuerzas eléctricas entre objetos cargados usando la balanza de torsión, que el mismo invento. Coulomb confirmo que la fuerza eléctrica entre dos esferas cargadas es proporcional al inverso del cuadrado de la distancia de separación Fe= 1/r2.

De los experimentos de Coulomb, podemos generalizar las siguientes propiedades de la fuerza eléctrica entre dos partículas estacionarias cargadas. La fuerza eléctrica:

• Es inversamente proporcional al cuadrado de la separación r entre partículas y está orientada en dirección a la línea que une las partículas.
• Es proporcional al producto de las cargas q1 y q2 de ambas partículas.
• Es de atracción si las cargas son de signos diferentes, y de repulsión si las cargas son del mismo signo.
• Es una fuerza conservativa

Se usa el termino de carga puntual para referirnos a una partícula de tamaño cero que posee una carga eléctrica, ya que el comportamiento eléctrico de electrones y protones queda muy bien descrito si se representa como cargas puntuales. Podemos expresar la ley de Coulomb como una ecuación que determina la magnitud de una fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales.[pic 2][pic 3]

Donde Ke, es una constante conocida como constante de Coulomb. El valor de la constante de Coulomb depende de la elección de las unidades. La unidad de medida en SI es el coulomb (C). Esta constante en Si posee el valor

[pic 4]

Esta constante se expresa también como:

[pic 5]

Donde la constante  (épsilon griega minúscula) se conoce como la permitividad de vacío, cuyo valor es [pic 6][pic 7]

El campo eléctrico

Las fuerzas de campo pueden actuar a través del espacio, produciendo algún efecto, aun cuando no existe contacto físico entre los objetos que interactúan entre sí. Se dice que en la región de espacio el cual rodea un objeto cargado existe un campo eléctrico: la carga fuente. Cuando otro objeto cargado – la carga prueba- entra en este campo eléctrico, una fuerza eléctrica actúa sobe él.

Se define el vector E del campo eléctrico en un punto en el espacio, como la fuerza eléctrica F, que actúa sobre una carga de prueba positiva q0 colocada en este punto, dividida entre la carga de prueba:

[pic 8]

1. Campos magnéticos

Históricamente la letra B ha sido utilizada para representar el campo magnético. La dirección del campo magnético B en cualquier sitio es la dirección a la cual apunta la aguja de una brújula colocada en dicha posición. Igual que en el caso del campo eléctrico es posible representar el campo magnético gráficamente utilizando líneas de campo magnético.

Podemos definir un campo magnético B en algún punto en el espacio en función de la fuerza magnética FB que ejerce el campo sobre una partícula cargada que se mueve con una velocidad v misma que identificamos como el objeto de prueba, Los experimentos realizados sobre varias partículas cargadas que se mueven en un campo magnético, dan los siguientes resultados:

• La magnitud FB de la fuerza magnética ejercida sobre la partícula es proporcional a la carga q y a la velocidad v de dicha partícula.
• La magnitud y la dirección de FB dependen de la velocidad de la partícula y de la magnitud y dirección del campo magnético B.
• Cuando una partícula cargada se mueve en forma de paralela al vector del campo magnético, la fuerza magnética que actúa sobre ella es igual a cero
• Cando el vector de velocidad de la partícula forma un ángulo ≠0 con el campo magnético, la fuerza magnética actúa en dirección perpendicular tanto a v como a B [pic 9]
• La fuerza magnética ejercida sobre una carga positiva tiene dirección opuesta a la dirección de la fuerza magnética ejercida sobre una carga negativa que se mueve en la misma dirección
• La magnitud de la fuerza magnética que ejerce sobre una partícula en movimiento es proporcional a  , siendo el ángulo que el vector de velocidad de la partícula forma con la dirección B[pic 10][pic 11]

Podemos resumir estas observaciones escribiendo la fuerza magnética de la forma

[pic 12]

Movimiento de una partícula cargada en un campo magnético uniforme

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