1

Magnetismo en materiales

Una pequeña esfera de carga negativa girando sobre

su eje, se puede pensar como una pequeña espira de

corriente

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Diferentes clases de

imanes permanentes

Magnetismo en materiales

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Electroimán

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a) Un electroimán con dos bobinas

b) Un electroimán con polos de hierro

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Experimento de Hall, 1879

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Tomado de Resnick,

Physics Volume II

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El efecto Hall

Geometría para explicar el efecto Hall. Una corriente

longitudinal I recorre la longitud de un conductor, en un

campo magnético perpendicular B; se genera entonces un

voltaje de Hall transversal, ΔVH

Voltaje de Hall

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Ejercicio para resolver:

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Una cinta plana de cobre de 150 m de espesor está colocada

en un campo magnético B = 0.65 T perpendicular al plano de la

Cinta y por la cinta fluye una corriente i = 23 A.

¿Qué diferencia de potencial Hall VH aparecería a lo ancho

de la cinta de existir un portador de carga por átomo?

Dato: n = 8.49X1028 electrones/m3

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1) Se usa una sonda de Hall para medir la magnitud de un campo magnético

constante. La sonda de Hall es una cinta de cobre, de altura h= 2.00 mm.

Se mide el voltaje de 0.250 V a través de la sonda cuando por ésta circula

una corriente de 1.25 A. ¿Cuál es la magnitud el campo magnético?

Densidad de Cu = 8.96 g/cm3

Tarea 6 (y última). Entrega 14 de mayo. A resolver en equipo de 2 personas.

2) Por un conductor de cobre circula una corriente i = 1.41 A, perpendicular a un

campo magnético constante B = 4.94 T (que apunta hacia arriba).

El conductor mide d= 0.100 m de ancho y h = 2.00 de altura.

¿Cuál es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos situados a lo

ancho del conductor de cobre? Realice un esquema simplificado del

experimento.

3) Se tiene un segmento recto de alambre de Cu, de densidad de corriente J = 30

C/m2 s. Realice un esquema simplificado del problema incluyendo dirección de

corriente, campo y fuerzas presentes. ¿Cuáles son la magnitud y dirección del

campo magnético necesarios para “hacer flotar” el alambre, es decir para

equilibrar su peso? La densidad lineal del alambre es 46.6 g/m, y su área es

unitaria.

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Fuerza sobre un alambre

En un tiempo dt = dl/v, la carga en movimiento

recorre una distancia dl hacia la derecha. Por

tanto, en ese tiempo toda la carga en movimiento

en el segmento dl del alambre sale de ese

segmento hacia la derecha

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Fuerza sobre un

segmento de alambre

Fuerza sobre un alambre

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a) Un alambre con una

corriente perpendicular

a un campo magnético

uniforme

b) La dirección de la

fuerza está

determinada por la

regla de la mano

derecha

Fuerza sobre un alambre

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a) Alambre con una corriente, orientado de manera que forma el ángulo α con un campo magnético uniforme

b) La dirección de la fuerza se determina con la regla de la mano derecha

Fuerza sobre un alambre

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Fuerza sobre un alambre

recto en un campo

uniforme

Fuerza sobre un alambre

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Un alambre largo y

recto que conduce una

corriente I2 en el campo

magnético de otro

alambre largo y recto

que conduce una

corriente I1

Fuerza sobre un alambre

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Fuerzas sobre una

espira de corriente en

ángulo recto con un

campo magnético

Torca sobre una espira

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Torque sobre una espira

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a) Las fuerzas sobre una espira rectangular de corriente forman un ángulo Ө respecto al campo magnético

b) Vista lateral de la espira, mostrando las fuerzas que actúan sobre los lados a

Torca sobre una espira

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Momento dipolar magnético

Torca sobre una espira de corriente

Vector torca magnético

Torca sobre una espira

Energía potencial de

una espira de corriente

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Regla de la mano

derecha para el

momento magnético

de una espira de

corriente

Torca sobre una espira

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Aplicación:

motor eléctrico

Torca sobre una espira