APLICACIONES DEL MOVIMIENTO DE PARTCULAS CARGADAS EN UN CAMPO MAGNTICOSe describen algunos aparatos que requieren el movimiento de partculas cargadas en un campo magntico uniforme. Para varias situaciones, se considera que la partcula se mueve con una velocidad v en presencia de ambos campos, el elctrico E y magntico B. Por ello, la partcula experimenta dos fuerzas, una fuerza elctrica qE y una fuerza magntica qv x B, por lo que la fuerza total sobre la partcula estar dada porF = qE + qv x BLa fuerza descrita por la ecuacin se conoce como la fuerza de lorentz.

SELECTOR DE VELOCIDADEl selector de velocidades es una regin en la que existe un campo elctrico y un campo magntico perpendiculares entre s, por lo que se contrarrestan sus fuerzas.

En esta regin los iones de una determinada velocidad no se desvan

El campo elctrico ejerce una fuerza en la direccin del campo cuyo mdulo es Fe = qE

El campo magntico ejerce una fuerza cuya direccin y sentido vienen dados por el producto vectorial Fm = qv x B, cuyo mdulo es Fm = q v B

El ion no se desva si ambas fuerzas son iguales y de sentido contrario. Por tanto, atravesarn el selector de velocidades sin desviarse aquellos iones cuya velocidad venga dada por el cocienteentre la intensidad del campo elctrico y del campo magntico.

v = E / BESPECTOMETRO DE MASA

Laespectrometra de masases una tcnica experimental que permite la medicin deionesderivados demolculas. E lespectrmetro de masases un instrumento que permite analizar con gran precisin la composicin de diferentes elementos qumicos eistoposatmicos, separando los ncleos atmicos en funcin de su relacinmasa-carga(m/z). Puede utilizarse para identificar los diferentes elementos qumicos que forman un compuesto, o para determinar el contenido isotpico de diferentes elementos en un mismo compuesto. Con frecuencia se encuentra como detector de uncromatgrafo de gases, en una tcnica hbrida conocida por sus iniciales en ingls, GC-MS.

El espectrmetro de masas mide razones carga/masa de iones, calentando un haz de material del compuesto a analizar hasta vaporizarlo e ionizar los diferentes tomos haz de iones produce un patrn especfico en el detector, que permite analizar el compuesto. En la industria es altamente utilizada en el anlisis elemental de semiconductores, biosensores y cadenas polimricas complejas. Drogas, frmacos, productos de sntesis qumica, pesticidas, plaguicidas, anlisis forense, contaminacin medioambiental, perfumes y todo tipo de analitos que sean susceptibles de pasar a fase vapor e ionizarse sin descomponerse.CICLOTRON

El mtodo directo de acelerar iones utilizando la diferencia de potencial presentaba grandes dificultades experimentales asociados a los campos elctricos intensos. Elciclotrnevita estas dificultades por medio de la aceleracin mltiple de los iones hasta alcanzar elevadas velocidades sin el empleo de altos voltajes.

El ciclotrn consta de dos placas semicirculares huecas, que se montan con sus bordes diametrales adyacentes dentro de un campo magntico uniforme que es normal al plano de las placas y se hace el vaco. A dichas placas se les aplican oscilaciones de alta frecuencia que producen un campo elctrico oscilante en la regin diametral entre ambas. Como consecuencia, durante un semiciclo el campo elctrico acelera los iones, formados en la regin diametral, hacia el interior de uno de los electrodos, llamadosDs, donde se les obliga a recorrer una trayectoria circular mediante un campo magntico y finalmente aparecern de nuevo en la regin intermedia.El campo magntico se ajusta de modo que el tiempo que se necesita para recorrer la trayectoria semicircular dentro del electrodo sea igual al semiperiodo de las oscilaciones. En consecuencia, cuando los iones vuelven a la regin intermedia, el campo elctrico habr invertido su sentido y los iones recibirn entonces un segundo aumento de la velocidad al pasar al interior de la otra 'D'.

Como los radios de las trayectorias son proporcionales a las velocidades de los iones, el tiempo que se necesita para el recorrido de una trayectoria semicircular es independiente de sus velocidades. Por consiguiente, si los iones emplean exactamente medio ciclo en una primera semicircunferencia, se comportarn de modo anlogo en todas las sucesivas y, por tanto, se movern en espiral y en resonancia con el campo oscilante hasta que alcancen la periferia del aparato.

Su energa cintica final ser tantas veces mayor que la que corresponde al voltaje aplicado a los electrodos multiplicados por el nmero de veces que el ion ha pasado por la regin intermedia entre las 'Ds'.EL MOTOR DE CORRIENTE DIRECTALos motores de corriente directa son insuperables para aplicaciones en las que debe ajustarse la velocidad, as como para aplicaciones en las que requiere un par grande. En la actualidad se utilizan millones de motores de C.D. cuya potencia es de una fraccin de caballo en la industria del transporte como: automviles, trenes y aviones, donde impulsan ventiladores, de diferentes tipos para aparatos de a/c, calentadores y descongeladores: tambin mueven los limpiadores de parabrisas y accin de levantamiento de asiento y ventanas. Tambin son muy tiles para arrancar motores de gasolina y diesel en autos, camiones, autobuses tractores y lanchas.

El motor de C.D. tiene un estator y un rotor (ARMADURA). El estator contiene uno no ms devanados por cada polo, los cuales estn diseados para llevar intensidades de corriente directas que establecen un campo magntico.

La ARMADURA, y su devanado estn ubicados en la trayectoria de este campo magntico y cuando el devanado lleva Intensidades de Corriente, se desarrolla un par-motor que hace girar el motor. Hay un COMUTADOR conectado al devanado de la armadura, si no se utilizara un conmutador, el Motor solo podra dar una fraccin de vuelta y luego se detendra.

Para que un motor de C.D. pueda funcionar, es necesario que pase una Intensidad de Corriente por el devanado de Armadura. El estator debe de producir un campo m (flujo) magntico con un devanado de derivacin o serie (o bien, una combinacin de ambos).

El par que se produce en un motor de C.D. es directamente proporcional a la Intensidad de Corriente de la armadura y al campo del estado. Por otro lado, la velocidad de motor la determinara principalmente la Tensin de la Armadura y el campo del Estator. La velocidad del motor tambin aumenta cuando se reduce el campo del estator. En realidad, la velocidad puede aumentar en forma peligrosa cuando, por accidente, se anula el campo delestator. Como ya sabemos losmotores de CD pueden explotar cuando trabajan a velocidades muy altas. El motor de C.D. que se usa aqu, ha sido diseado para soportar posibles condiciones de exceso de velocidad.

El principio de funcionamiento de los motores elctricos de corriente directa o continua se basa en la repulsin que ejercen los polos magnticos de un imn permanente cuando, de acuerdo con la Ley de Lorentz, interactan con los polos magnticos de un electroimn que se encuentra montado en un eje. Este electroimn se denomina rotor y su eje le permite girar libremente entre los polos magnticos norte y sur del imn permanente situado dentro de la carcasa o cuerpo del motor.

Cuando la corriente elctrica circula por la bobina de este electroimn giratorio, el campo electromagntico que se genera interacta con el campo magntico del imn permanente. Si los polos del imn permanente y del electroimn giratorio coinciden, se produce un rechazo y un torque magntico o par de fuerza que provoca que el rotor rompa la inercia y comience a girar sobre su eje en el mismo sentido de las manecillas del reloj en unos casos, o en sentido contrario, de acuerdo con la forma que se encuentre conectada al circuito la pila o la batera.