Cuestionario Previo 10 PDF

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Grupo 2

Galdamez Pozos Yoav Farid

Cuestionario previo: Práctica 10 1. ¿Cuál es la expresión que permite calcular la fuerza de origen magnético (F m ) sobre un conductor recto, por el cual circula una ext)? corriente eléctrica (i), inmerso en un campo magnético externo (B La fuerza magnética está descrita por la ley de la fuerza de Lorentz: Fm = 𝑞v󰇍 × B ext En esta forma, la fuerza está dada por medio del producto cruz entre dos vectores. Podemos escribir la magnitud de la fuerza magnética al desarrollar el producto cruz en términos del ángulo 𝜃(< 180°) entre el vector de velocidad y el vector de campo magnético: F = qvB sin 𝜃 2. Con relación a la ecuación de la pregunta anterior ¿qué parejas de vectores son perpendiculares siempre? ). 󰇍 ) y campo magnético (B Los vectores velocidad (v 3. Si se tienen dos conductores paralelos con corriente eléctrica en el mismo sentido, ¿los conductores experimentan una fuerza magnética de repulsión o de atracción? Justifica tu respuesta con un esquema. Experimentan una fuerza magnética de atracción, tal y como se observa en el siguiente diagrama:

4. Y si los conductores son paralelos y sus corrientes circulan en sentidos contrarios, ¿la fuerza magnética es de atracción o de repulsión? Justifica tu respuesta con un esquema. Sería una fuerza de repulsión, tal y como se observa en el siguiente diagrama:

5. ¿Qué instrumento se utiliza para medir un campo magnético? y ¿cuál es su unidad en el SI? Se utiliza un teslametro y la unida en el SI es el Tesla (T). 6. Describe los componentes principales de un motor de corriente directa. Los componentes principales se enlistan a continuación: •

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Carcasa metálica: Aloja en su interior, de forma fija, dos imanes permanentes con forma de semicírculo, con sus correspondientes polos norte y sur. Rotor: Se compone de una estructura metálica formada por un conjunto de chapas o láminas de acero al silicio, troqueladas con forma circular y montadas en un mismo eje con sus correspondientes bobinas de alambre de cobre, que lo convierten en un electroimán giratorio. Colector: Situado en uno de los extremos del eje del rotor, se compone de un anillo deslizante seccionado en dos o más segmentos. Escobillas: Representan dos contactos que pueden ser metálicos en unos casos, o compuesto por dos piezas de carbón en otros. Las escobillas constituyen contactos eléctricos que se deslizan por encima de los segmentos del colector mientras estos giran. Su misión es suministrar a la bobina o bobinas del rotor a través del colector, la corriente eléctrica directa necesaria para energizar el electroimán. Tapa de la carcasa: Es la tapa que se emplea para cerrar uno de los extremos del cuerpo o carcasa del motor. En su cara interna se encuentran situadas las escobillas de forma fija.

7. Describe el principio de operación de un motor de corriente directa. El principio de funcionamiento de los motores eléctricos de corriente directa o continua se basa en la repulsión que ejercen los polos magnéticos de un imán permanente cuando, de acuerdo con la Ley de Lorentz, interactúan con los polos magnéticos de un electroimán que se encuentra montado en un eje. Este electroimán se denomina “rotor” y su eje le permite girar libremente entre los polos magnéticos norte y sur del imán permanente situado dentro de la carcasa o cuerpo del motor.

Cuando la corriente eléctrica circula por la bobina de este electroimán giratorio, el campo electromagnético que se genera interactúa con el campo magnético del imán permanente. Si los polos del imán permanente y del electroimán giratorio coinciden, se produce un rechazo y un torque magnético 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 batería. 8. Describa lo que establece la fuerza de Lorentz y anote su expresión matemática. La fuerza de Lorentz describe la fuerza que actúa sobre cargas eléctricas móviles individuales dentro de un campo magnético. Una posible definición y la fórmula física con la que se calcula la fuerza de Lorentz es la siguiente: «Si una partícula con carga “q” se mueve a una velocidad “v” perpendicular a las líneas de campo de un campo magnético con densidad de flujo “B”, la fuerza de Lorentz actúa sobre esta partícula». ext Fm = 𝑞v 󰇍 ×B

o

F = qvB sin 𝜃

Referencias •

Khan Academy. (2021). ¿Qué es la fuerza magnética? Khan Academy. [Consultado en: junio 20 del 2021]. Sitio web: https://es.khanacademy.org/science/physics/magnetic-forces-and-magneticfields/magnets-magnetic/a/what-is-magnetic-force

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Theo, C. (2019). Atracción y repulsión entre corrientes. Universidad Complutense de Madrid. [Consultado en: junio 20 del 2021]. Sitio web: https://www.ucm.es/data/cont/docs/76-2013-07-1122_Current_attraction_and_repulsion.pdf

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García, J. (2015). Así funciona el motor de corriente directa o continua. AsíFunciona.com. [Consultado en: junio 20 del 2021]. Sitio web: http://www.asifunciona.com/electrotecnia/af_motor_cd/af_motor_cd_5.htm

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Anónimo. (2020). ¿Qué es la fuerza de Lorentz?. IMA Magnets. [Consultado en: junio 20 del 2021]. Sitio web: https://www.imamagnets.com/blog/que-es-lafuerza-de-lorentz/...