4.-Fuerza magnetica en un conductor que transporta corriente PDF

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SAN LUIS POTOSÍ

FACULTAD DE INGENIERÍA

ÁREA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

MATERIA: ELECTROTECNIA PARA INGENIERÍA I

TEMA: LINEAS DE CAMPO MAGNETICO. PROFESOR: M. I. CARLOS ALBERTO AMARO BETANCOURT.

Lineas de campo magnético. Cualquier campo magnético se representa usando líneas de campo magnético. Se dibujan las líneas de modo que la línea que pasa a través de cualquier punto sea tangente al vector del campo magnético B en ese punto.

Campo y flujo magnético. El flujo magnético ΦB a través de un área se define de forma similar al flujo eléctrico. La unidad para el SI para el flujo magnético es el weber (1 wb = 1 T m2).

El flujo magnético neto a traves de cualquier superficie cerrada es igual a cero (ley de gauss del magnétismo), como resultado, las líneas de B siempre se cierran sobre si mismas.

Fuerza magnética sobre un conductor que transporta corriente. Un segmento rectilineo de conductor que transporta una corriente I en un campo magnético uniforme B experimenta una fuerza F perpendicular tanto a B como al vector I, que apunta en la dirección de la corriente y tiene magnitud igual a la longitud del segmento. [ ]

Si el campo B no es perpendicular al alambre sino que forma un ángulo φ con él. Solo la componente de B perpendicular al alambre (y a las velocidades de deriva de las cargas) ejerce una fuerza. Entonces la fuerza magnetica sobre el segmento de alambre es: [ ]

La fuerza es siempre perpendicular tanto al conductor como al campo, con la dirección determinada por la misma regla de la mano derecha que se usó para una carga móvil positiva. Por lo tanto, esta fuerza se expresa como producto vectorial, al igual que la fuerza sobre una sola carga en movimiento. El segmento de alambre se representa con un vector l a lo largo del alambre y en dirección de la corriente; entonces, la fuerza F sobre este segmento es: [ ]

Si el conductor no fuera recto, se dividiria en segmentos infinitesimales dl. La fuerza dF en cada segmento es: [ ]

Par de torsión magnético. Una espira con corriente con área A y corriente I en un campo magnético uniforme B no experimenta fuerza magnética neta, pero si un par de torsión magnético de magnitud τ. El par de torsión vectorial τ se expresa en terminos del momento magnético µ=I A de la espira, igual que la energía potencial U de un momento magnético en un campo magnético B. El momento magnético de una espira solo depende de la I y del A; es independiente de la forma de la espira.

El par de torsión es máximo cuando φ=90°. El par de torsión es igual a cero cuando φ es 0° o 180°.

El producto IA se denomina momento dipolar magnético o momento magnético de la espira, el cual se denota con el símbolo µ (letra griega mu). µ=I A Es análogo al momento dipolar eléctrico. En terminos de µ, la magnitud del par de torsión sobre una espira corriente es: τ=µB Sen φ Par de torsión magnetico: Forma vectorial. La dirección de µ se define como la perpendicular al plano de la espira, con sentido determinado por la regla de la mano derecha.

Enrosque los dedos de su mano derecha alrededor del perimetro de la espira en la dirección de la corriente. El dedo púlgar indicara la dirección de µ.

Par de torsión magnético: espiras y bobinas. Si las espiras llevan corrientes iguales en el mismo sentido horario, entonces las fuerzas y los pares de torsión sobre los lados de dos espiras adyacentes entre si se cancelan, y las unicas fuerzas y pares de torsión que no se cancelan se deben a corrientes en torno a la frontera. Un arreglo que tiene particular interés es el solenoide, que es un devanado helicoidal de alambre similar a una bobina enrollada sobre un cilindro. El par de torsión total sobre un solenoide en un campo magnético es simplemente los pares de torsión de las vueltas individuales. Para un solenoide con N vueltas en un campo B, el momento magnético es µ=NIA.

Φ – ángulo entre el eje del solenoide y la dirección del B....