LEY DE BIOT-SABARAT: POCO DESPUES DE QUE OESTED DESCUBRIERA EN 1891, QUE LA AGUJA DE UNA BRUJULA ERA DESVIADA POR UN CONDUCTOR QUE CONDUCIA CORRIENTE, JEAN BAPTISTE,BIOT Y FELIX SAVARAT INFORMARON QUE UN CONDUCTOR QUE CONDUCE UNA CORRIENTE ESTABLE EJERCIA UNA FUERZA SOBRE UN IMAN.
APARTE DE SUS RESULTADOS EXPERIMENTALES BIOT Y SAVARAT LLEGARONA A UNA EXPRECION QUE BRINDA EL CAMPO MAGNETICO EN ALGUN PUNTO EN EL ESPACIO EN TERMINOS DE LA CORRIENTE QUE PRODUCE EL CAMPO.
LA LEY DE BIOT-SAVARAT ESTABLECE QUE SI UN ALAMBRE CONDUCE UNA CORRIENTE ESTABLE Y EL CAMPO MAGNETICO DB EN UN PUNTO P ASOCIADO A UN ELEMENTO DEL ALAMBRE DS TIENEN LAS SIG. PROPIEDADES.
EL CAMPO MAGNETICO DE EN UN PUNTO P DEBIDO A UN ELEMENTO DE CORRIENTE DS ESTA DADO POR LA LEY DE BIOT-SAVARAT.
EL CAMPO APUNTA HACIA AFUERA DE LA PAGINA EN P Y HACIA ADENTRO DE LA MISMA EN P´.
PROPIEDADES DEL CAMPO MAGNETICOCREADO POR UNA CORRIENTE ELECTRICA:
°EL VECTOR DB ES PERPENDICULAR TANTO A DS (QUE ES UN VECTOR QUE TIENE UNIDADES DE LONGITUD Y ESTA EN DIRECCION DE LA CORRIENTE) COMO DEL VECTOR UNITARIO DIRIGIDO DEL ELEMENTO AL PUNTO ¨P¨.
°LA MAGNITUD DE DB ES INVERSAMENTE PROPORCIONAL A R^2, DONDE R ES LA DISTANCIA DEL ELEMENTO A P.
°LA MAGNITUD DE DB ES PROPORCIONAL ALA CORRIENTE Y ALA LONGITUD DE S DEL VECTOR.
°LA MAGNITUD DE DS ES PROPORCIONAL AL SEN DEL ANG DONDE TETA ES EL ANGULO ENTRE LOS VECTORES DS Y R.
DB=KM(IDS X R)/R^2.
KM ES UNA CONSTANTE Y ES EXACTAMENTE 10^-7 T (M/A): ESTA CONSTANTE SUELE ESCRIBIRSE M0/4Pii , DONDE LA M0 E SUNA CONSTANTE CONOCIDA COMO PERMEABILIDAD MAGNETICA O DEL ESPACIO LIBRE.
M0= 4PiiX10^-7 T (M/A)
DB= (M0/4Pii) (IDS X R/R^2)
ES IMPORTANTE OBSERVAR QUE LA LEY DE BIOT-SAVARAT PROPORCIONA EL CAMPO MAGNETICO EN UN PUNTO SOLO PARA UN PEQUEÑO ELEMENTO DEL CONDUCTOR. PARA ENCONTRAR EL CAMPO MAGNETICO TOTAL DE B.
B=M0/4Pii ~ÌDS X R^/R^2
martes, 1 de diciembre de 2009
-LEY DE AMPERE:LA CORRIENTE QUE CIRCULA POR UN CONDUCTOR QUE INDUCE UN CAMPO MAGNETICO.
-LEY DE FARADAY:EN UN CIRCUITO LA FUERZA ELECTROMOTRIS INDUCIDA POR UN CONDUCTRO O UNA BOBINA ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL ALA RAPIDEZ CON QUE CAMBIA EL FLUJO MAGNETICO.
E=DELTA TETA /DELTA T
DONDE:
E= FUERZA ELECTROMOTRIS INDUCIDA (VOLTS)
DELTA TETA:FLUJO AMGNETICO (WEBERS)
DELTA T: VARIACION DE TIEMPO (S)
EN EL SIGUIENTE CIRCUITO CUAL ES LA CORRIENTE EN CADA RESISTENCIA.
-LEY DE FARADAY:EN UN CIRCUITO LA FUERZA ELECTROMOTRIS INDUCIDA POR UN CONDUCTRO O UNA BOBINA ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL ALA RAPIDEZ CON QUE CAMBIA EL FLUJO MAGNETICO.
E=DELTA TETA /DELTA T
DONDE:
E= FUERZA ELECTROMOTRIS INDUCIDA (VOLTS)
DELTA TETA:FLUJO AMGNETICO (WEBERS)
DELTA T: VARIACION DE TIEMPO (S)
EN EL SIGUIENTE CIRCUITO CUAL ES LA CORRIENTE EN CADA RESISTENCIA.
CONTINUIDAD DEL ESCRITO EN CLASE
LA LUZ COMO ONDA ELECTROMAGNETICA:EN 1865 MAXWELL PROPUSO SQUE LA LUZ ESTAVA FORMADA POR ONDAS ELECTROMAGNETICAS. ESTA CONSTITUCION LE PERMITE A LA LUZA PROPARGARCE EN EL VACIO A UNA VELOCIDAD DE 300,000 KM/G.
ESPECTRO ELECTROMAGNETICO:
-ESTA FORMADO POR LOS SIGUIENTES TIPOS DE RAYOS:
- RAYOS INFRAROJO: SON EMITIDOS POR CUALQUIER CUERPO QUE ESTE A UNA TEMPERATURA MAYOR QUE LOS O K, TAMBIEN SON CONOCIUDOS COMO RAYOS TERMICOS.
UN EJEMPLO SON LOS RAYOS EMITIDOS POR EL SOL.
- LUZ VISIBLE: SON AQUELLOS QUE PUEDEN SER PERCIBIDOS POR EL OJO HUMANO. ESTE TIPO DE RAYOS SON UNA PORCION DE LOS DISTINTOS RAYOS QUE CONFORMAN EL ESPECTRO ELECTROMAGNETICO.
- RAYOS X: ESTE TIPO DE RAYO SE GENERA CUANDO UN HAS DE ELECTRONES QUE VIAJA A GRAN VELOCIDAD Y EN ALTO VASIO, SE FRENA BRUSCAMENTE AL CHOCAR CON UN OBSTACULO. ESTOS RAYIOS SON MUY PENETRANTES POR LO QUE SON EMPLEADOS PARA OBTENER RADIOGRAFIA.
- RAYOS ULTRA VIOLETA: ESTA TIPO DE RAYOS TAMBIEN SON CONOCIDOS COMO LUZ NEGRA, YA QUE EL OJO HUMANO NO LOS ADBIERTE, SOLO ALGUNOS INSECTOS LO PUEDEN DISTINGUIR.
- ONDAS DE RADIO: SON LAS EMPLEADAS PARA TRANSMITIR SEÑALES A GRANDES DISTANCIA, ESTA SE CREAN POR ELECTRONES QUE OSCILAN EN UNA ANTENA.
- RAYOS GAMMA: SON LOS PRODUCIDOS DURANTE LAS TRANSFORMACIONES NUCLEARES.
ESPECTRO ELECTROMAGNETICO:
-ESTA FORMADO POR LOS SIGUIENTES TIPOS DE RAYOS:
- RAYOS INFRAROJO: SON EMITIDOS POR CUALQUIER CUERPO QUE ESTE A UNA TEMPERATURA MAYOR QUE LOS O K, TAMBIEN SON CONOCIUDOS COMO RAYOS TERMICOS.
UN EJEMPLO SON LOS RAYOS EMITIDOS POR EL SOL.
- LUZ VISIBLE: SON AQUELLOS QUE PUEDEN SER PERCIBIDOS POR EL OJO HUMANO. ESTE TIPO DE RAYOS SON UNA PORCION DE LOS DISTINTOS RAYOS QUE CONFORMAN EL ESPECTRO ELECTROMAGNETICO.
- RAYOS X: ESTE TIPO DE RAYO SE GENERA CUANDO UN HAS DE ELECTRONES QUE VIAJA A GRAN VELOCIDAD Y EN ALTO VASIO, SE FRENA BRUSCAMENTE AL CHOCAR CON UN OBSTACULO. ESTOS RAYIOS SON MUY PENETRANTES POR LO QUE SON EMPLEADOS PARA OBTENER RADIOGRAFIA.
- RAYOS ULTRA VIOLETA: ESTA TIPO DE RAYOS TAMBIEN SON CONOCIDOS COMO LUZ NEGRA, YA QUE EL OJO HUMANO NO LOS ADBIERTE, SOLO ALGUNOS INSECTOS LO PUEDEN DISTINGUIR.
- ONDAS DE RADIO: SON LAS EMPLEADAS PARA TRANSMITIR SEÑALES A GRANDES DISTANCIA, ESTA SE CREAN POR ELECTRONES QUE OSCILAN EN UNA ANTENA.
- RAYOS GAMMA: SON LOS PRODUCIDOS DURANTE LAS TRANSFORMACIONES NUCLEARES.
EJERCICIOS EN CLASE
1.-UNA BOBINA DE 200 VUELTAS Y RADIO DE 30 CM. SE ENCUENTRA RODIADA DE AIRE, CUAL ES LA INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNETICO INDUCIDO POR LA BOBINA, SI POR ELLA CIRCULA UNA CORRIENTE ELECTRICA DE 50 AMPERES?
B=(N.M.I)/2r
B=(200)(4PIX210^-7(60)/2(30)
B=2.5132X10^-4 TESLAS
2.-LA INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNETICO INDUCIDO EN EL CENTRTO DE UNA ESPIRA DE 20 CM. DE RADIO QUE SE ENCUENTRA EN AIRE Y POR LA CUAL CIRCULA UNA DINTENSIDAD DE CORRIENTE DE 26 PI A ES:
B= (M.I)2r
B= (4PIX10^-7)(25/PI)/ 2(20)
B=2.5X10^-5 TESLAS
3.- EL CAMPO MAGNETICO INDUCIDO POR UN SOLENOIDE DE 40 CM DE LONGITUD Y 500 VUELTAS QUE S ENCUNTRA RODIADO POR AIRE Y POR EL CUAL CIRCULA UNA CORRIENTE DE 200 A ES:
B= N.M.I/L
B= (500)(4PIX10^-7)(200)/(.40)
B= .3141 TESLAS
B= .PI TESLAS.
B=(N.M.I)/2r
B=(200)(4PIX210^-7(60)/2(30)
B=2.5132X10^-4 TESLAS
2.-LA INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNETICO INDUCIDO EN EL CENTRTO DE UNA ESPIRA DE 20 CM. DE RADIO QUE SE ENCUENTRA EN AIRE Y POR LA CUAL CIRCULA UNA DINTENSIDAD DE CORRIENTE DE 26 PI A ES:
B= (M.I)2r
B= (4PIX10^-7)(25/PI)/ 2(20)
B=2.5X10^-5 TESLAS
3.- EL CAMPO MAGNETICO INDUCIDO POR UN SOLENOIDE DE 40 CM DE LONGITUD Y 500 VUELTAS QUE S ENCUNTRA RODIADO POR AIRE Y POR EL CUAL CIRCULA UNA CORRIENTE DE 200 A ES:
B= N.M.I/L
B= (500)(4PIX10^-7)(200)/(.40)
B= .3141 TESLAS
B= .PI TESLAS.
ESCRITO EN CLASES
CAMPO MAGNETICO:SE DEFINE COMO LA REGION DEL ESPACIO DONDE ACTUAN LINEAS DE FUERZA GENERADAS POR UN IMAN.
INDUCCION ELECTROMAGNETICA:EN EL AÑO DE 1831 EL CIENTIFICO INGLES MICHAEL FARADAY DESCUBRIO LAS CORRIENES ELECTRICAS ADUCIDAD APARTIR DE EXPERIMENTOS QUE REALIZO CON UNA BOBINA Y UN IMAN.LA INDUCCION ELECTROMAGNETICA DA COMO RESULTADO LA PRODUCCION DE UNA CORRIENTE INDUCIDA Y DE UNA FUERZA ELECTROMOTRIZ (FEM).
RELACION ENTRE EL CAMPO MAGNETICO Y EL CAMPO ELECTRICO:UN CAMPO MAGNETICO VARIABLE PRODUCE UN CAMPO ELECTRICO Y UN CAMPO ELECTRICO VARIABLE PRODUCE UN CAMPO ELECTRICO. LA MAGNITUD DE LA FUERZA QUE ACTUA SOBRE UNA CARGA Q QUE SE MUEVE CON UNA VELOCIDAD V, PRODUCIDA POR UN CAMPO ELECTRICO E , PERPENDICULAR TANTO A V Y A B. POR TANTO, LOS CAMPOS ELECTRICOS Y MAGNETICOS SE RELACIONAN DE LA SIGUIETE MANERA.
F=B.Q.V Y E=F/T
E=B.V
DONDE:
F= FUERZA SOBRE LA CARGA ELECTRICA
B=MAGNITUD DEL CAMPO ELECTRICO
Q= CARGA ELECTRICA
V= VELOCIDAD DE LA CARGA ELECTRICA
E= MMAGNITUD EEL CAMPO ELECTRICO
INDUCCION DE CAMPOS:CAMPO MAGNETICO INDUCIDO POR UN CONDUCTOR RECTO.
LA MAGNITUD DEL CAMPO MAGNETICO B INDUCIDO POR UN CONDUCTOR RECTO, POR EL QUE CIRCULA UNA INTENSIDAD DE CORRIENTE Y UNA DETERMINADA DISTANCIA DE DEL CONDUCTOR, SE OBTIENE CON LA SIGUIENTE FORMULA:
B=M.I/2πD
DONDE:
I=INTENSIDAD ( AMPERES)
D= DISTANCIA
B=MAGITUD DEL CAMPO MAGNETICO( TESLAS)
π=3.1416
-SI EL MEDIO QUE RODEA EL CONDUCTOR ES AIRE, ENTONCES
M=M0=4πX10-7
CAMPO MAGNETICO INDUCIDO POR UNA ESPIRA:UNA ESPIRA SE OBTIENE AL DOBLAR EN FORMA CIRCULAR UN CONDUCTOR RECTO. LA INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNETIO. B PRODUCIO POR LA ESPIRA DE RARIO R POR LA QUE CIRUCLA UNA CORRIENE ELECTRICA I ES:
B=M.I/2R
CAMPOR MAGNETICO PRODUCIDO POR UNA BOBINA:UNA BOBINA RESULTA DE ENRROLLAR UN ALAMBRE ENCIERTO NUMJERO DE VECES VUELTA, LA INTENSIDAD DE CORRIENE I SE OBTIENE DE LA SIGUEINTE FORMULA.
B=N.M.I/WR
CAMPO MAGNETICO PRODUCIDO POR UN SOLENOIDE:UN SOLENOIDE SE FORMA AL ENRROLLAR UN ALAMBRE EN FORMA ELICOIDAL. LA INTESIDAD DEL CAMPO MAGNEICO B PRODUCIDO POR UN SOLENOIDE DE N VUELTAS Y LONGITUD L, POR EL QUE CIRCULA UNA INTENSIDAD DE CORRIENTE L SE OBTIENE:
B=N.M.I/L
INDUCCION ELECTROMAGNETICA:EN EL AÑO DE 1831 EL CIENTIFICO INGLES MICHAEL FARADAY DESCUBRIO LAS CORRIENES ELECTRICAS ADUCIDAD APARTIR DE EXPERIMENTOS QUE REALIZO CON UNA BOBINA Y UN IMAN.LA INDUCCION ELECTROMAGNETICA DA COMO RESULTADO LA PRODUCCION DE UNA CORRIENTE INDUCIDA Y DE UNA FUERZA ELECTROMOTRIZ (FEM).
RELACION ENTRE EL CAMPO MAGNETICO Y EL CAMPO ELECTRICO:UN CAMPO MAGNETICO VARIABLE PRODUCE UN CAMPO ELECTRICO Y UN CAMPO ELECTRICO VARIABLE PRODUCE UN CAMPO ELECTRICO. LA MAGNITUD DE LA FUERZA QUE ACTUA SOBRE UNA CARGA Q QUE SE MUEVE CON UNA VELOCIDAD V, PRODUCIDA POR UN CAMPO ELECTRICO E , PERPENDICULAR TANTO A V Y A B. POR TANTO, LOS CAMPOS ELECTRICOS Y MAGNETICOS SE RELACIONAN DE LA SIGUIETE MANERA.
F=B.Q.V Y E=F/T
E=B.V
DONDE:
F= FUERZA SOBRE LA CARGA ELECTRICA
B=MAGNITUD DEL CAMPO ELECTRICO
Q= CARGA ELECTRICA
V= VELOCIDAD DE LA CARGA ELECTRICA
E= MMAGNITUD EEL CAMPO ELECTRICO
INDUCCION DE CAMPOS:CAMPO MAGNETICO INDUCIDO POR UN CONDUCTOR RECTO.
LA MAGNITUD DEL CAMPO MAGNETICO B INDUCIDO POR UN CONDUCTOR RECTO, POR EL QUE CIRCULA UNA INTENSIDAD DE CORRIENTE Y UNA DETERMINADA DISTANCIA DE DEL CONDUCTOR, SE OBTIENE CON LA SIGUIENTE FORMULA:
B=M.I/2πD
DONDE:
I=INTENSIDAD ( AMPERES)
D= DISTANCIA
B=MAGITUD DEL CAMPO MAGNETICO( TESLAS)
π=3.1416
-SI EL MEDIO QUE RODEA EL CONDUCTOR ES AIRE, ENTONCES
M=M0=4πX10-7
CAMPO MAGNETICO INDUCIDO POR UNA ESPIRA:UNA ESPIRA SE OBTIENE AL DOBLAR EN FORMA CIRCULAR UN CONDUCTOR RECTO. LA INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNETIO. B PRODUCIO POR LA ESPIRA DE RARIO R POR LA QUE CIRUCLA UNA CORRIENE ELECTRICA I ES:
B=M.I/2R
CAMPOR MAGNETICO PRODUCIDO POR UNA BOBINA:UNA BOBINA RESULTA DE ENRROLLAR UN ALAMBRE ENCIERTO NUMJERO DE VECES VUELTA, LA INTENSIDAD DE CORRIENE I SE OBTIENE DE LA SIGUEINTE FORMULA.
B=N.M.I/WR
CAMPO MAGNETICO PRODUCIDO POR UN SOLENOIDE:UN SOLENOIDE SE FORMA AL ENRROLLAR UN ALAMBRE EN FORMA ELICOIDAL. LA INTESIDAD DEL CAMPO MAGNEICO B PRODUCIDO POR UN SOLENOIDE DE N VUELTAS Y LONGITUD L, POR EL QUE CIRCULA UNA INTENSIDAD DE CORRIENTE L SE OBTIENE:
B=N.M.I/L
lunes, 30 de noviembre de 2009
ejercicios en clases
4.-¿cual es al intencidad del campo elelctrico producido por una carga elelctrica de 3x10^-7 C a una distancia de dos metros de su centro?
k=9x10^9 nm^2/c^2
carga=3x10^-7 C
d=2m
I=?
E=K(Q)/D^2
E= (9X10^9) (3X10^-7)/(2)^2
E=675 N/C
5.-La intencidad del campo elelctrico en una cierta region es de 3x10^6 N/C. ¿cual es la magnitud de la carga que experimenta a una fuerza de 12 new.?
I=3X10^6 N/C
F=12 NEW
MAG= ?
F=ExQ
Q=F/E
Q=12N/3X10^6 = 0.000004
Q=4X10^-6
6.-Una carga de 5X10^-6 C se encuentra a 0.5 CM. de una carga de
-3X10^-6 C. ¿cual es al magnitud d ela fuerza de atraccion entre las cargas?
Q1=5X10^-6
Q2= -3X10^-6 C
D=.5CM
E=(9X10^9)(5X10^-6)(-3X10^-6 C)/ (.005)2
E= 5400N
k=9x10^9 nm^2/c^2
carga=3x10^-7 C
d=2m
I=?
E=K(Q)/D^2
E= (9X10^9) (3X10^-7)/(2)^2
E=675 N/C
5.-La intencidad del campo elelctrico en una cierta region es de 3x10^6 N/C. ¿cual es la magnitud de la carga que experimenta a una fuerza de 12 new.?
I=3X10^6 N/C
F=12 NEW
MAG= ?
F=ExQ
Q=F/E
Q=12N/3X10^6 = 0.000004
Q=4X10^-6
6.-Una carga de 5X10^-6 C se encuentra a 0.5 CM. de una carga de
-3X10^-6 C. ¿cual es al magnitud d ela fuerza de atraccion entre las cargas?
Q1=5X10^-6
Q2= -3X10^-6 C
D=.5CM
E=(9X10^9)(5X10^-6)(-3X10^-6 C)/ (.005)2
E= 5400N
ejercicos en clases
1.-Dos resistencias de 6 y 4 OHM se encuentran conectados en serie a una diferencia de potencial de 120v ¿cual es la intencidad de corriente que circula por la resistencia?
I=V/R I=120/10=12 OHM
2.-Tres resistencias de 6,3 y 4 OHM se conectan en paralelo y una corriente total de 30A se distribuye entre las tres.¿cual es al diferencia de potencial aplicada al circuito?
1/RT=9/12=3/4 inviertes
RT=4/3
v=I(req)
v=(30)(4/3)
v=40v.
3.-EL SIGUIENTE CIRCUITO ILUSTRA A 4 FOCOS IGUALES CONECTADOS A UNA BATERIA. SI EL FILAMENTO DEL FOCO 2 SE FUNDO, ¿CUAL DE LAS SIGUIENTES AFIRMACIONES ES VERDADERA?
C).-SOLO ENCIENDE EL FOCO 3
D).- SOLO ENCIENDE LOS FOCOS 1,3,4
4.- UNA RESISTENCIA DE 6 OHM SE CONECTA EN PARALELO CONOTRA DE 3 OHM CUAL ES LA RESISTENCIA TOTAL O EQUIVALENTE DEL CIRCUITO?
RT=1/6+1/3=1/2
I=V/R I=120/10=12 OHM
2.-Tres resistencias de 6,3 y 4 OHM se conectan en paralelo y una corriente total de 30A se distribuye entre las tres.¿cual es al diferencia de potencial aplicada al circuito?
1/RT=2+4+3/12
1/RT=1/6,1/3,1/4
1/RT=9/12=3/4 inviertes
RT=4/3
v=I(req)
v=(30)(4/3)
v=40v.
3.-EL SIGUIENTE CIRCUITO ILUSTRA A 4 FOCOS IGUALES CONECTADOS A UNA BATERIA. SI EL FILAMENTO DEL FOCO 2 SE FUNDO, ¿CUAL DE LAS SIGUIENTES AFIRMACIONES ES VERDADERA?
A).- SOLO ENCIENDEN LOS FOCOS 3 Y 4
C).-SOLO ENCIENDE EL FOCO 3
D).- SOLO ENCIENDE LOS FOCOS 1,3,4
4.- UNA RESISTENCIA DE 6 OHM SE CONECTA EN PARALELO CONOTRA DE 3 OHM CUAL ES LA RESISTENCIA TOTAL O EQUIVALENTE DEL CIRCUITO?
RT=1/6+1/3=1/2
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