magnetisme

magnetismo

1 Podemos crear un campo magnético B mediante un imán ou mediante unha corrente eléctrica. O campo magnético creado polas correntes eléctricas dependen do medio e da forma xeométrica do elemento de corrente. Así o B cálculase:

para un fío longo e recto: B = (μ/2π).I / r
para unha espira no centro: B = (μ/2).I / r
para unha bobina (solenoide) no centro: B = μ.(N / L).I

Todas estas ecuacións poden deducirse a partir la lei de Biot e Savart que relaciona o campo magnético ΔB creado a unha distancia r por un elemento de corrente I.ΔL:

onde θ é o ángulo que forma o elemento de corrente co radio vector que va desde este elemento ao punto do campo, e μ é a permeabilidade magnética do medio (no vacio μ_o = 4π×10^-7 / NA^-2 ). O campo magnético é perpendicular ao elemento de corrente e ao radio vector.

2 Os campos magnéticos actúan sobre as cargas móbiles. Cando unha carga q se move con velocidade v nun campo magnético B experimenta unha forza que ven dada pola ecuación de Lorentz

F = q.(v×B)

cuxo módulo vale F = qvBsinθ, onde θ é o ángulo formado polos vectores v e B

3 Unha partícula de masa m e carga q que se move cunha rapidez v nun plano perpendicular ao campo magnético B, percorrerá unha circunferencia de radio r dado por r = mv / qB. O periodo T e a frecuencia f deste movemento circular son, respectivamente,

T = 2πm / qB e f = qB / 2πm

4 A forza que un campo magnético exerce sobre un fio de lonxitude L que conduce unha corrente de intensidade I é perpendicular ao fío e ao campo magnético B e vale

F = I.L.(u_T×B)

cuxo módulo vale F = I.L.B.sinθ, onde θ é o ángulo que forman o campo magnético e o fío.

5 Un campo magnético que actúa sobre un imán ou unha espira fai un momento de forza que tende a orientar o imán ou a espira na mesma dirección e sentido que o campo magnético exterior. O momento da forza vale Γ = MBsinθ, onde θ é o ángulo que forman o campo magnético B co momento magnético da espira M = I.S (M está dirixido segundo o eixe da espira no sentido dado pola regra da man dereita, I é a intensidade e S a área da espira).

6 Hai tres tipos de materiais: paramagnéticos, ferromagnéticos e diamagnéticos. Nos paramagnéticos os átomos posúen momentos magnéticos permanentes orientados ao chou cando non hai ningún campo externo. Un campo magnético externo orientará algúns orixinando un pequeno aumento do campo magnético total. A tempereturas ordinarias o movemento térmico tende a desordenar os momentos magnéticos.Nos diamagnéticos os momentos magnéticos dos átomos están compensados (equilibrados) e o seu momento magnético é nulo en ausencia dun campo externo. Mediante un campo externo indúcese un pequeno momento magnético.Os ferromagnéticos posúen átomos orientados magneticamente formando pequenas rexións chamadas dominios. Cando non están imanados, a dirección de orientación dun dominio é independente da dos outros, polo que o campo resultante é nulo. Cando se imanan, mediante un campo externo, oriéntanse todos no mesmo sentido dando unha forte contribución ao campo magnético total. Despois de quitar o campo externo esta orientación pode durar (depende do material), co cal se chega a unha imanación permanente.

Anterior: ELECTRICIDADE ; Seguinte: ELECTROMAGNETISMO