Campo magnético ejercicios resueltos fórmulas , física 2 bachilerato y universidad . En este tema daremos la Ley de Lorentz , movimiento de partículas cargadas en el interior de campos magnéticos , el efecto del campo magnético sobre un hilo de corriente , Campo magnético creado por cargas y corrientes , analogias y diferencias entre campo eléctrico y magnético.Selector de velocidad , espectómetro de masas.
Cuando acabes todos los ejercicios me dirás Sergio haz ejercicios más difíciles que para mi estos ahora son facilillos 😉
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Campo Magnético
Campo mágnetico y campo eléctrico Selector de velocidades
Campo Magnético creado por un hilo conductor Regla de la mano derecha
Ejercicio CLÁSICO de examen Campo creado por conductores rectilíneos
Campo creado por hilos conductores y fuerza que experimenta una carga CLÁSICO de examen
Inducción magnética
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El tema de campo magnético seguramente sea de los temas más complicados de física ( que ánimos ) pero la clave sin lugar a dudas está en hacer bien los diagramas de vectores que además es lo más complicado de este tema sin lugar a dudas , por lo que vamos a trabajar los diagramas de vectores muchísimo , ya que además es lo primero que debemos hacer en los problemas y si lo tenemos mal hemos fastidiado el ejercicio .Pero no te preocupes ni te agobies , verás que poco a poco empezarás a dominarlos y te convertirás en una auténtica máquina del tema de campo magnético
Para nosotros son Tera importantes vuestros comentarios , para saber si hemos sabido explicar bien el tema , que partes están incompletas o son mejorables , siempre vuestras críticas constructivas siempre nos hacen mejorar y recuerda que si esta página te ha servido , ayúdanos a crecer compartiéndonos por las redes sociales y por los grupos de whastsapp
CAMPO MAGNÉTICO
Ley de Lorentz , fuerza de Lorentz fórmula
Cuando una carga penetra en un campo magnético (B) , con una velocidad ( v) , esta se ve sometida a una fuerza (F)
Donde :
F es la fuerza en Newton ( N)
q la carga de la partícula en Culombios (C)
v la velocidad de la partícula en ( m/s)
B el campo magnético es Teslas ( T)
Vídeo muy importante donde estudiaremos la representación del diagrama de vectores en la Ley de Lorentz , sin lugar a dudas lo más complicado de este tema son los diagramas de vectores así que hay que trabajarlos duro , se pueden utilizar la regla de la mano derecha , la regla de la mano izquierda , pero yo explico la regla del sacacorchos , ya que este método sirve para todos los productos vectoriales que hay en física y matemáticas ver vídeo
Campo magnético 2 bachillerato ejercicios resueltos
Un protón penetra perpendicularmente en un campo magnético de 5 Teslas con una velocidad de 2·106 m/s calcula :
a) El radio , el periodo y la frecuencia
b) Lo mismo suponiendo que fuese un electrón
Datos : qp=1,6·10-19 C mp=1,67·10-27 Kg qe=1,6·10-19 C me=9,1·10-31 Kg
Campo magnético 2 bachillerato ejercicios resueltos mediante el producto vectorial
Un protón penetra con una velocidad v =2·105 i m/s , en un campo magnético B= 2k T calcula la fuerza magnética que actúa sobre la partícula y el radio de la trayectoria. Representa gráficamente los vectores.
b) Repite el apartado anterior para el caso de un electrón
Datos : qp=1,6·10-19 C mp=1,67·10-27 Kg qe=1,6·10-19 C me=9,1·10-31 Kg
Campo magnético y campo eléctrico
MUY interesante
Vamos a realizar un ejemplo en el que dibujaremos todos los diagramas de vectores posibles , del ejercicio clásico de examen , de una carga que penetra con velocidad en una región con un campo magnético y campo eléctrico y no se desvía , o una carga que penetra en un selector de velocidades .
El selector de velocidades , es un dispositivo que permite seleccionar partículas cargadas que se mueven a una cierta velocidad . En este dispositivo el campo magnético y campo eléctrico se contrarrestan mutuamente .
Ejercicio resuelto CLÁSICO
Dibuja los diagramas de vectores , sabiendo que en los siguientes casos una partícula cargada penetra en una región con un campo magnético y campo eléctrico , sin desviarse . Deduce la fórmula de la velocidad de la partícula
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Este ejercicio que acabamos de resolver es muy importante ya que los diagramas de vectores es lo primero que tendremos que hacer y si lo hacemos mal , ya tendremos mal todo el ejercicio. Para dibujarlo bien repasaremos la regla del sacacorchos y la ley de Lorentz , en el caso de campo magnético y el sentido del campo eléctrico respecto a la fuerza eléctrica , en el caso de cargas positivas y negativas , resuerda que » El setido del campo eléctrico se dirige hacia potenciales decrecientes»
Campo magnético y campo eléctrico
Un eléctrico que hay que establecer para que el electrón no se desvíe de su trayectoria. Si el campo eléctrico esta generadoprotón penetra en un perpendicularmente en un campo magnético uniforme B= 3T con una velocidad v=105 m/s Calcula el campo por un condensador de placas paralelas, indica su polaridad. Dibuja un diagrama
b) Repite el apartado anterior para el caso de un electrón
Campo magnético Hilos conductores
Campo magnético creado por un hilo conductor Regla de la mano derecha
Ejercicio resuelto Hilos conductores CLÁSICO
Dos conductores rectilíneos paralelos e indefinidos están separados por una distancia de 30 cm y recorridos por corrientes del mismo sentido I1=2 A y I2= 5 A , calcula el campo magnético creado por en los puntos del plano que contiene a ambos conductores situados :
a) 15 cm a la izquierda del primer conductor
b) Entre ambos a 10 cm del primer conductor
Datos μ0= 4π·10-7 N/A2 VER SOLUCIÓN
Ejercicio clásico de examen Campo creado por conductores rectilíneos
Por dos hilos rectilíneos de gran longitud y paralelos, separados una distancia de 10 cm, circulan sendas corrientes de intensidad I1 e I2. El valor del campo magnético en el punto medio entre ambos hilos es 4·10–6 T si las corrientes circulan en el mismo sentido y 8·10–6 T si lo hacen en sentidos opuestos. Determine los valores de I1 e I2.Dato : µ0=4π·10-7 ver solución
Campo creado por hilos conductores y fuerza que experimenta una carga Clásico de examen
Por un hilo rectilíneo infinito situado sobre el eje x circula una corriente de 3 A según el sentido positivo de dicho eje. Una segunda corriente paralela a la primera, y del mismo sentido, pasa por el punto (0, -2, 0) m.
a) Obtenga el valor de la intensidad de la segunda corriente sabiendo que el campo magnético generado por ambas es nulo en el punto (0, −0,5, 0) m.
b) Calcule la fuerza que experimentará un electrón cuando pase por el punto (0, 2, 0) m con una velocidad v=5·106 i m/s. ¿Qué velocidad, no nula, debería llevar el electrón para que la fuerza que experimentase al pasar por ese mismo punto fuese nula?
Datos: Permeabilidad magnética del vacío, µ0 = 4π ·10-7 T m A-1 ; Valor absoluto de la carga del electrón, e = 1,6·10-19 C.
Ejercicio resuelto
Por dos cables horizontales paralelos, cuya masa por unidad de longitud es 60 kg/km , situados uno sobre otro y separados 1 cm, circulan corrientes iguales y del mismo sentido. Si el cable inferior estuviese sustentado únicamente por la fuerza atractiva del otro cable, determine el valor de la intensidad que tendría que circular por los cables. Dato μ0=4π·10-7 A-2
Inducción magnética
Flujo magnético
El flujo magnético, representa el número de líneas de campo magnético que atraviesan una superficie
ver explicación de la fórmula y la solución del ejercicio
Donde:
ϕ es el flujo magnético en weber ( wb)
B Campo magnético en Teslas (T)
S Superficie (m2)
Ángulo entre el campo magnérico y el vector superficie
N el número de espiras
IMPORTANTE
La dirección del vector superficie es perpendicular al plano de la espira
Recuerda :
Superficie de una circunferencia : S= π·R2
Flujo magnético ejercicios resueltos ver solución
Consideramos una espira conductora de radio r=10cm , situada en el seno de un campo magnético uniforma de 0,5 T . Calcula el flujo del campo magnético que atraviesa la espira si :
a) El campo magnético es perpendicular al plano de la espira
b) El campo magnético es paralelo al plano de la espira
c) El campo magnético forma un ángulo de 60º con el plano de la espira
d) El campo magnético forma un ángulo de 60º con el eje de la espira
Cómo este vídeo tiene una parte teórica para nosotros son mega importantes vuestros comentarios , para así saber si hemos dado en la clave y se entiende , vuestras críticas constructivas siempre nos hacen mejorar y recuerda que si el vídeo te ha servido , ayúdanos a crecer compartiéndonos por las redes sociales y por los grupos de whastsapp
Inducción electromagnética
Ley de Faraday
«La fuerza electromotriz inducida , ε , en un circuito es igual a la variación de flujo magnético que atraviesa el circuito, por unidad de tiempo”.
Ley de Lenz
«El sentido de la corriente inducida se opone a la variación de flujo magnético que la ha producido”
Estas leyes se expresan con la siguiente fórmula
Ejercicios resueltos
Caso 1 . Si podemos calcular los flujos ver solución
Inducción electromagnética
Una bobina circular, formada por 100 espiras de 5 cm de radio, se encuentra situada perpendicularmente a un campo magnético de 0,24 T. Determina la f.e.m inducida en la bobina en los casos siguientes referidos a un intervalo de tiempo igual a 0,05 s:
- a) se duplica el campo magnético;
- b) se anula el campo magnético;
- c) se invierte el sentido del campo magnético;
- d) se gira la bobina 90º en torno al eje paralelo al campo magnético;
- e) se gira la bobina 90º en torno al eje perpendicular al campo magnético.
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Caso 2 . Si tenemos una magnitud en función del tiempo ver solución
En una región del espacio hay un campo magnético cuyo módulo varía con el tiempo según la ecuación: B(t) = t2-4t T , En esa región se coloca una espira de S= 0,1 m2 , colocada de tal forma que el campo magnético es perpendicular al plano de la espira .
- a) Calcula el flujo del campo magnético que atraviesa la espira en función del tiempo
- b) Calcula la f.e.m inducida en la espira en función del tiempo
- c) Construye las gráficas de la variación con el tiempo del flujo y de la f.e.m inducida
Caso 3 . Si hay un MCU ver solución
Una bobina de S=0,3 m2 y 10 espiras , se encuentra en el instante inicial , en el interior de un campo magnético uniforme de 0,1 T que es perpendicular al plano de su superficie . Si la bobina comienza a girar alrededor de uno de sus diámetros con una velocidad angular constante de 120 r.p.m Calcula
a)la f.e.m inducida , en función del tiempo
b) la f.e.m inducida máxima
c) la f.e.m inducida en t=0,15 s
Caso 4 Experiencia de Henry Ver solución
Una espira rectangular como la de la figura posee uno de sus lados móvil que se mueve dentro de un campo magnético uniforme de 0,8 T , con una velocidad constante de 0,12 m/s Calcule:
a) La fem inducida en función del tiempo.
b) La intensidad y el sentido de la corriente que recorre la espira si su resistencia es de 0,2 Ω
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