Tema 2 INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Enviado por luis guarecuco • 28 de Octubre de 2015 • Tareas • 2.718 Palabras (11 Páginas) • 77 Visitas
[pic 1]
Física Tema 2 – 1 2o Bachillerato Interacción electromagnética
Tema 2 INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
1.- Fenómenos magnéticos y eléctricos. Carga eléctrica
2.- Campos eléctricos
2.1.- Ley de Coulomb 2.2.- Intensidad de campo eléctrico 2.3.- Energía potencial eléctrica 2.4.- Potencial eléctrico
3.- Campo magnético
3.1.- Experiencia de Oersted 3.2.- Líneas de fuerza o de inducción
4.- Fuerza que ejerce el campo magnético 4.1.- Fuerza sobre una carga móvil 4.2.- Fuerza sobre un conductor que transporta una corriente 4.3.- Fuerza y momento sobre un circuito completo (espira plana)
5.- Campos magnéticos creados por corrientes eléctricas
5.1.- Campo magnético creado por una corriente rectilínea 5.2.- Campo magnético creado por una corriente circular 5.3.- Campo magnético creado en el interior de un solenoide 5.4.- Acciones mutuas entre corrientes paralelas
6.- Inducción electromagnética
6.1.- Flujo magnético 6.2.- Inducción electromagnética. Ley de Faraday 6.3.- Transformador
7.- Corriente alterna. Valores eficaces
8.- Producción industrial de corriente alterna
IES Portada Alta - Luis Garrido
[pic 2]
Física Tema 2 – 2 2o Bachillerato Interacción electromagnética
1.- FENÓMENOS MAGNÉTICOS Y ELÉCTRICOS. CARGA ELÉCTRICA
Desde la Antigüedad se conocía la propiedad del magnetismo por la que algunas sustan- cias, como la magnetita, podían atraer al hierro. Ya en el siglo XIII se pensaba que el magnetismo era debido a la existencia en la materia de polos magnéticos, norte y sur, y durante mucho tiempo se estudiaron los fenómenos magnéticos con imanes naturales y artificiales, y su principal aplicación, la brújula.
En el siglo XVIII, el norteamericano Franklin investigó sobre los cuerpos electrizados proponiendo los nombres positivo y negativo para los estados de electrización de los cuerpos, y desarrollando algunas aplicaciones prácticas como el pararrayos; el siglo se despidió con un notable invento: la pila del italiano Volta.
Pero no fue hasta la primera mitad del siglo XIX cuando se descubrieron una serie de fenómenos en los que aparecían relacionados los efectos magnéticos y eléctricos.
La primera observación fue hecha por el físico danés Oersted al estudiar la influencia que una corriente eléctrica ejerce sobre una aguja magnética. Posteriormente el inglés Faraday descubrió que un campo magnético variable induce una corriente eléctrica. En la segunda mitad del siglo XIX, Maxwell, físico escocés, unificó en una sola rama de la ciencia, el electromagnetismo, las leyes que regían los fenómenos eléctricos y magnéti- cos, tradicionalmente estudiados por separado, siendo el nexo de unión entre ambos tipos de fenómenos la carga eléctrica.
Carga eléctrica es la propiedad de la materia causante de la interacción electromagnética.
Las propiedades de la carga eléctrica son:
a) Está cuantificada y su valor elemental es la carga del electrón (e). Cualquier otra
carga será un múltiplo de la carga del electrón.
b) En el S.I. la unidad de carga es el Culombio (C) que equivale a 6,25.10
18
electrones, siendo e = 1,6.10
-19
C.
c) Existen dos tipos de cargas, positiva y negativa, que indican el estado de electriza- ción de la materia. Los fenómenos de electrización se deben a la naturaleza atómica de la materia, Si un cuerpo neutro adquiere electrones, presenta carga negativa, y si los pierde, su carga será positiva.
d) La interacción será atractiva entre cargas de diferente signo, y repulsiva entre cargas
de igual signo.
e) La carga eléctrica se conserva, al igual que la energía, en todos los procesos que
ocurran en un sistema aislado.
IES Portada Alta - Luis Garrido
[pic 3]
Física Tema 2 – 3 2o Bachillerato Interacción electromagnética
2.- CAMPOS ELÉCTRICOS
Los campos eléctricos son campos vectoriales, y en particular campos de fuerzas con- servativos a los que se llaman campos “Newtonianos”, siendo en ellos la fuerza en cada punto inversamente proporcional al cuadrado de la distancia
Un campo eléctrico aparece por la presencia de una partícula con carga eléctrica, y se manifiesta en un punto del mismo cuando se coloca otra partícula cargada.
2.1.- Ley de Coulomb
“Dos cuerpos cualesquiera se atraen o se repelen con una fuerza directamente propor- cional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa”
q
F о
q’
μ о
r
F о =
K
q .
q ′ r 2
μ о r
F (-): atracción; F (+): repulsión
K =
4πε 1
(ε = c onstante dieléctrica del medio)
En el vacío:
εε == 0 IES Portada Alta - Luis Garrido 1 .104
π
9 ⇒ K = 9.109 N m2 C-2
• Usando el principio de superposición se calcula la fuerza total que sobre una carga q ́ ejerce un conjunto de varias cargas: se calcula la fuerza que cada carga ejerce sobre q ́, sin tener en cuenta a las demás, sumando después todas las fuerzas calculadas:
F о
T
Σ= i
= n
1
(
K
q
i
́. q
r i
2
μ о
r
)
2.2.- Intensidad del campo eléctrico
Si cuerpo en un de punto carga q’, del sobre campo éste eléctrico actuará creado una fuerza por un EqF
о
′= cuerpo о de carga q, colocamos otro
Se define la intensidad del campo eléctrico en un punto:
.
E о
=
F о
q
′
como “la fuerza que
actúa sobre la unidad de carga colocada en dicho punto”. Se mide en N/C.
¿De qué depende Al sustituir en E о
=
E о
q F ? о
′
la expresión de la fuerza dada por la ley de Coulomb, obtenemos:
E о
K
qq .
=
q
′
μ о
⇒
о
2r
r
E
r
2
r
′
KE =
q
μ о
о
depende de la carga creadora del campo y de la posición del punto considerado.
[pic 4]
Física Tema 2 – 4 2o Bachillerato Interacción electromagnética
• Si el campo eléctrico está creado por la presencia de varias cargas, la intensidad del campo en un punto se obtiene aplicando el principio de superposición: se calcula la in- tensidad de campo debida a cada una de las cargas sin tener en cuenta a las demás, su- mando después todas las intensidades calculadas:
...