13.5 Fuerza magnética sobre un alambre.

Pregunta1: Campo producido por el alambre # 1
Si una corriente positiva (directa fuera de la pantalla) fluye a través del alambre izquierdo, la dirección del campo magnético producida en la ocasión del alambre derecho estará arriba, abajo, a la izquierda o derecha?

R: Hacia Arriba

Para determinar la dirección del campo magnético producido por una corriente portadora de alambre, imaginar agarrar el cable con la mano derecha, con el pulgar apuntando en la dirección de la corriente. Sus dedos curl en la dirección del campo magnético.

Pregunta 2: Fuerza en el alambre #2
Si una corriente positiva fluye a través del alambre derecho, el campo magnético producido por el cable izquierdo ejercerá una fuerza dirigida hacia arriba, hacia abajo, a la izquierda o a l derecha del alambre derecho?

R: Hacia la izquierda

Para determinar la dirección de la fuerza magnética sobre una corriente portadora de alambre, imagine apuntando los dedos de su mano derecha en la dirección de la corriente. Curl los dedos hasta que punto en la dirección del campo magnético. Su pulgar apunta en la dirección de la fuerza magnética sobre el alambre.

Pregunta 3: Campo producido por el alambre #2
Desde el alambre derecho fluye una corriente positiva, la dirección del campo magnético producido en la locacion del alambre izquierdo estará hacia arriba, abajo, izquierda o derecha?

R: Hacia abajo

Pregunta 4: Fuerza en el alambre #1
Desde el alambre izquierdo fluye una corriente positiva, el campo magnético producido por el alambre derecho ejercerá una fuerza directa hacia arriba, abajo, izquierda o derecha en el alambre izquierdo?

R:Hacia la derecha


Pregunta 5: Dependencia de separación.
Que les sucederá a las magnitudes de las fuerzas magnéticas actuando en los alambres cuando estos son traídos mas cerca juntos?

R: Las magnitudes de las fuerzas aumentan cuando se acercan los alambres y disminuyen cuando se alejan

Pregunta 6: Invirtiendo corriente.
Que le sucederá a las direcciones de las fuerzas magnéticas que están actuando sobre los alambres cuando la corriente a través del alambre #1 es invertida? Importa si la corriente #1 o la corriente #2 es invertida?

R: Al invertirse la corriente en el alambre #1 las direcciones de la fuerza cambian y estas se alejan de los alambres, si importa ya que la dirección cambia

Pregunta 7: Fuerzas desiguales.
Es posible que variando las corrientes y/o separaciones, para las fuerzas de interacción entre los dos alambres paralelos sean desiguales? Si así es, Que combinación de corrientes y/o separaciones completa esta pregunta?

R:No es posible, ya que al cambiar los valores de las corrientes y/o separaciones entre los alambres, podemos observar que estas se mantiene iguales una a la otra, solo cambnian en su magnitud pero son iguales

Pregunta 8: Recordando mecánica.
Que ley de la mecánica esta ilustrada por la actividad anterior?

R:Tercera ley de Newton

Con el fin de calcular la fuerza magnética entre un par de alambres portadores de corriente, tu deberías estas familiarizado con dos importantes relaciones:
B = µI / 2πr
Y
.


Pregunta 9: Calculando el campo.
Cual es el campo magnético en la ubicación de cada alambre en un par de alambres, uno portando 2.0 A y el otro -1.2, alejados 0.5m?
R:

B = (4π*10-7)I(2)/ ((2π)/0.5))
B= 8*10-7 T
B= (4π*10-7)I(-1.2)/ ((2π)/0.5))
B= - 4.8*10-7 T
En el simulador alambre portador de los 2A el campo magnetico es de 8x10-7 T
En el simulador alambre portador de los -1.2A el campo magnetico es de 4.80x10-7 T

Pregunta 10: Calculando la fuerza por unidad de longitud.
Cual es la fuerza por unidad de longitud en cada alambre en un par de alambres, uno portando 2.0 A y el otro -1.2 A, alejados 0.5 m?

R:
En el simulador alambre portador de los 2A la fuerza es de 9.60x10-7 N/m
En el simulador alambre portador de los -1.2A la fuerza es de -9.60x10-7 N/m

Pregunta 11: Variando la corriente.
Que le sucederá a la fuerza entre los alambres si ambas corrientes son reducidas a la mitad?

R:Las fuerzas se reducen cuatro veces al reducir los valores a la mitad

MAGNETIC FIELD OF WIRE – CAMPO MAGNETICO DE ALAMBRE.

Pregunta 1: La dirección del campo magnético

¿Cuál será el aspecto del campo magnético cuando corrientes positivas fluyen a través del alambre? (Positivos actual se define a fluir fuera de la pantalla.)

Cuando una carga se mueve frente a un alambre cargado el campo magnético cambia o aumenta.


Pregunta 2: Orientación del campo magnético.
¿Qué hace el ángulo de campo magnético que en relación con la posición del vector que conecta el cable hasta el punto de interés?

Cuando se cambia el ángulo del campo, la distancia en el punto del centro también cambia dependiendo de donde se encuentra este.

Pregunta 3: Magnitud a lo largo de una línea radial.
¿Cambia a magnitud del campo a lo largo de la línea extendida Radialmente lejos del cable?

No, lo que cambia es el radio y la intensidad del campo magnético.

Pregunta 4: Magnitud de campo a lo largo de una línea.
¿Cambia la magnitud del campo a lo largo de las líneas circulares de campo?

No, la magnitud no cambia.
Cuidadosamente arrastre el campo magnético en torno a un vector de la circular líneas de campo magnético para comprobar su respuesta. Examinar la magnitud y la dirección del vector campo magnético en un punto arbitrario en el espacio.


Pregunta 5: La dependencia de la Corriente.
¿Qué va a pasar con la magnitud y la dirección del campo magnético, en el punto en el espacio que están estudiando, si la corriente es incrementada?

Si se aumenta la corriente, la magnitud del campo también lo hace

Aumentar la actual y comprobar su predicción. Examinar la magnitud y la dirección del vector campo magnético en un punto arbitrario en el espacio.


Pregunta 6: Cambiando la corriente.
¿Qué va a pasar con la magnitud y la dirección del campo magnético, en el punto en el espacio que están estudiando, si la corriente es cambiada de positivo a negativo?

La dirección del campo cambia de derecha (positivo) a izquierda (negativo)

Voltear la corriente en el cable y comprobar su predicción. Configurar la simulación para mostrar el patrón formado limaduras de hierro cuando se presentan cerca de la actual portadora de alambre. Examine el patrón realizado por el limaduras de hierro.


Pregunta 7: Patron de Limaduras de hierro
¿Qué va a pasar con el patrón de limaduras de hierro, si la corriente es volteada a un valor positivo?

De una manera aleatoria aparecen de adentro hacia fuera alineándose.
Voltear la corriente en el alambre de vuelta a un valor positivo y comprobar su predicción Variar la corriente a través del cable y registrar la evolución de la magnitud del campo magnético en un punto arbitrario en el espacio.


Pregunta 8: dependencia funcional en la corriente.
¿Cuál es la dependencia funcional de campo magnético sobre las corrientes para un recto, corriente portadora de alambre?

La dependencia es lineal, ya que si uno aumenta el otro también, por lo que se puede decir que son directamente proporcionales.

Dado que el campo magnético se incrementa en una cantidad constante, por un aumento constante en la corriente, la dependencia debe ser lineal. Desde el campo se reduce a cero cuando la corriente es cero, entonces la dependencia lineal debe ser, de hecho, proporcional. Variar la distancia entre el punto de interés y el alambre y registrar la evolución de la magnitud del campo magnético.


Pregunta 9: La dependencia funcional en la Distancia
¿Cuál es la dependencia funcional de campo magnético sobre una distancia de la recta, corriente portadora de alambre?

Dado que el campo magnético disminuye en un factor de dos, cuando el aumento de la distancia por un factor de dos, la dependencia debe ser B ~ 1 / r.

Pregunta 10:

¿Cuál es la distancia de un cable de llevar más allá de 10 A que el campo magnético es menos de 15 μT?
r=13.3 cm

Pregunta 11: Biot-Savart Rompecabezas
A 2 cm de largo objeto se coloca en el campo magnético de un alambre de 15 A. Un extremo del objeto está expuesto a un campo de 35 μT. ¿Qué gama de campos magnéticos el objeto a ser expuestos?
B = µI / 2πrr
= µI / 2πBr
= (4π x 10-7 Tm/A)(15 A) / 2π(35 x 10-6 T)
r = 0.086 m.
Por lo tanto, el otro extremo del objeto

Cuestionario Equipo 6

Campo Eléctrico: Problemas.

1.- Dos partículas con cargas Q1 = 0.5 nC y Q2 = 8 nC, están separadas por una distancia de 1.2 m. En qué punto a lo largo de la recta que une las dos cargas es igual a cero el campo eléctrico total debido a ambas cargas?

E=F/q = K q₁/r² = 9x10⁹(Nm²/C²)(0.5x10^-9C)/(0.2m)² = 112.5 N/C

E=F/q = K q₂/r² Þ 112.5= K q₁/x Þ x =K q₂/112.5(N/C)= 0.8m

E= K q₂/(0.8)² = 112.5 N/C X= 0.8m

E_T = q₁ – q₂ =112.5 N/C - 112.5 N/C = 0

E_T = 0

2.- Una carga puntual de + 2 nC está en el origen, y una segunda carga puntual de – 5 nC está sobre el eje de las x en x = 8 m.

F= K | q₁ q₂|/ r² Þ 9x10⁹ |(2x10^-9c)(-5x10^-9c)|/(8m)²

F=1.40x10^-9N

a) Hallar el campo eléctrico (magnitud y dirección) en cada uno de los puntos siguientes sobre el eje de las x: i)

E=F/q = K q₁/r² carga 1 (+2nC) E₁ carga 2 (-5nC)

x = 0.2 m; ii) 9x10⁹(2x10⁹)/(0.2m)² = 450 N/C E= K (-5x10^-9)/(0.2m)²= -1.12 N/C

x = 1.2 m; iii) 9x10⁹(2x10⁹)/(1.2m)² = 12.5 N/C E= K (-5x10^-9)/(1.2m)²= -312.5 N/C

x = - 0.2 m. 9x10⁹(2x10⁹)/(-0.2m)² = 450 N/C E= K (-5x10^-9)/(-0.2m)²= -1.125N/C

b) Hallar la fuerza eléctrica neta que las dos cargas ejercerían sobre un electrón colocado en cada punto del inciso a).

E_T

E₁ – E₂= 450 N/C – (-1.12 N/C) = 451.12 N/C

E₁ – E₂= 12.5 N/C – (-312.5 N/C) = 325 N/C

E₁ – E₂= 450 N/C – (-1.125 N/C) = 451.12 N/C

Electromagnetismo

Fluido ferroso que se agrupa cerca de los polos de un magneto poderoso.

El electromagnetismo es una rama de la Física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.

El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el Electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la Mecánica Cuántica.

El electromagnetismo considerado como fuerza es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo actualmente conocido.

1.- Calcular las coordenadas cilindricas a rectangulares:


A) (5,pi/2 , 3)

x= 5cos(pi/2)
x=5 (0)
x=0

y=5sen(pi/2)
y=5 (1)
y=5

z=3 Resultado = (0,5,3)


B) (6,pi/3 ,5)

x=6cos(/3)

x=6(1/2)
x=3

y=6sen(/3)
y=6(0.8660)
y=5.19

z=5 Resultado = (3, 5.19, 5)



2.- CAMBIAR LAS COORDENADAS RECTANGULARES A COORDENADAS ESFERICAS


A) (1,1, 2)

= y/x

=








1/1 = /2


=



= /4 Resultado = (2. /4, /4)


B)



= y/x

=






2

=/3


=

= 0

=

Resultado =



3.- CONVERTIR LAS COORDENADAS ESFERICAS DADAS A CILINDRICAS

A)


x= 4sen(/3) cos(/3) =


y = 4sen(/3) sen(/3) = 3


z= 4cos(/3)


r = 3.464

= /3

z = 2 Resultado = ( 3.46, /3, 2)

El sistema de coordenadas esféricas se basa en la misma idea que las coordenadas polares y se utiliza para determinar la posición espacial de un punto mediante una distancia y dos ángulos.

En consecuencia, un punto P queda representado por un conjunto de tres magnitudes: el radio r, el angulo polar o latitud θ y el azimuh φ.

Coordenadas cilíndricas

Las coordenadas cilíndricas son un sistema de coordenadas para definir la posición de un punto del espacio mediante un angulo , una distancia con respecto a un eje y una altura en la dirección del eje.

El sistema de coordenadas cilíndricas es muy conveniente en aquellos casos en que se tratan problemas que tienen simetria de tipo cilíndrico o acimutal. Se trata de una versión en tres dimensiones de las coordenadas de la geometria analitica plana.

Un punto P en coordenadas cilíndricas se representa por (ρ,φ,z), donde:

• ρ: Coordenada radial, definida como la distancia del punto P al eje z, o bien la longitud de la proyección del radiovector sobre el plano XY
• φ: Coordenada acimutal, definida como el ángulo que forma con el eje X la proyección del radiovector sobre el plano XY.
• z: Coordenada vertical o altura, definida como la distancia, con signo, desde el punto P al plano XY.

Los rangos de variación de las tres coordenadas son

La coordenada acimutal φ se hace variar en ocasiones desde -π a +π. La coordenada radial es siempre positiva. Si reduciendo el valor de ρ llega a alcanzarse el valor 0, a partir de ahí, ρ vuelve a aumentar, pero φ aumenta o disminuye en π radianes.