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densiad del flojo manetico

La densidad de flujo magnético, visualmente notada como B, es el flujo magnético por unidad de área de una sección normal a la dirección del flujo, y es igual a la intensidad del campo magnético.La unidad de la densidad en el Sistema Internacional de Unidades es el Tesla.

Está dado por:

donde B es la densidad del flujo magnético generado por una carga q que se mueve a una velocidad v a una distancia r de la carga, y ur es el vector unitario que une la carga con el punto donde se mide B (el punto r).o biendonde B es la densidad del flujo magnético generado por un conductor por el cual pasa una corriente I, a una distancia r.

Este campo B también se llama inducción magnética.La fórmula de esta definición se llama Ley de Biot-Savart, y es en magnetismo la “equivalente” a la Ley de Coulomb de la electrostática: Sirve para calcular fuerzas de atracción-repulsión entre conductores atravesados por corrientes de carga.
El campo inducción, B, o densidad de flujo magnético (los tres nombres son equivalentes) es incluso mas importante en electromagnetismo que el propio campo magnetico H, y aparece en las ecuaciones de Maxwell con mayor relevancia que este.


Las ecuaciones de Maxwell son las ecuaciones que describen los fenómenos electromagnéticos. La gran contribución de James Clerk Maxwell fue reunir en estas ecuaciones largos años de resultados experimentales, debidos a Coulomb, Gauss, Ampere, Faraday y otros, introduciendo los conceptos de campo y corriente de desplazamiento, y unificando los campos eléctricos y magnéticos en un solo concepto: el campo electromagnético.

De las ecuaciones de Maxwell se desprende la existencia de ondas electromagnéticas propagándose con velocidad vf:El valor numérico de esta cantidad, que depende del medio material, coincide con el valor de la velocidad de la luz en dicho medio, con lo cual Maxwell identificó la luz con una onda electromagnética, unificando la óptica con el electromagnetismo.

POTENCIALES MAGNETICOS

El potencial escalar magnético es una herramienta útil para describir el campo magnético. Está definido solo en regiones del espacio donde no hay corrientes, y cuando eso ocurre es matemáticamente análogo al potencial eléctrico en electrostática, por lo que se emplea para resolver problemas de magnetostática. El potencial escalar magnético se define con la ecuación:

Aplicando la ley de Ampère a esta definición, se obtiene:

Como el campo magnético es solenoidal, se obtiene la ecuación de Laplace para el potencial:

FISICA II - Unidad II: Campos electroestáticos en el espacio material

Aunque los medios materiales estén generalmente descargados, están compuestos por cargas, y por lo tanto estas sentirán los efectos del campo aplicado. Como consecuencia de las fuerzas que el campo ejerce sobre los constituyentes, el estado del medio se apartara de la configuración de equilibrio. La respuesta del medio al campo eléctrico aplicado, dependerá del estado de las cargas del medio, es decir, de las fuerzas que mantengan ligadas a las cargas. Aunque todas las cargas del medio contribuyen a la respuesta del medio, la mayor contribución proviene de los electrones de valencia, que al estar débilmente ligados, se apartan más de la configuración de equilibrio que los electrones internos. Los núcleos debido a su mayor masa también tienen efectos mucho más débiles. La respuesta es pues característica de los electrones del medio. Esto permite utilizar el campo eléctrico como sonda, para obtener información sobre la estructura el medio. Es la base de numerosas técnicas espectroscópicas.

CONDUCTORES

Son materiales que tienen portadores de carga que pueden desplazarse ibremente, y que por consiguiente cuando se aplica un campo eléctrico se origina una corriente. Hay varios tipos: electrolíticos, metálicos y superconductores.










Al aplicar un campo externo, los electrones de valencia se mueven hasta llegar al equilibrio



Es un proceso dinámico.
Sin embargo los tiempo característicos de estos procesos en metales es 10-13 -10-14 s. si el campo externo varia mucho mas lentamente se puede considerar instantáneo.

CONDUCCION

Cuando el calor de propaga sin transporte real de la sustancia que forma el sistema, por medio de intercambios energéticos (choques) entre sus partículas integrantes (átomos, moléculas, electrones ...) se dice que se ha transmitido por conducción.
La cantidad de calor que fluye a través de un cuerpo por conducción depende del tiempo, del área a través de la cual fluye, del gradiente de temperatura y de la clase de material.












donde k es la conductividad térmica del material, A el área normal a la dirección del flujo de calor, t el tiempo y D T/D L es el gradiente de temperatura. El símbolo D T representa la diferencia de temperatura entre dos superficies paralelas distantes entre sí D L .

Existen grandes diferencias de conductividad térmica para distintos materiales.
Los gases tienen una conductividad muy pequeña. Igualmente, los líquidos son en general malos conductores. En el caso de los sólidos, la conductividad térmica varía de una forma extraordinaria, desde valores bajísimos, como en el caso de las fibras de amianto, hasta valores muy altos para l caso de los metales. Los materiales fibrosos, como el fieltro o el amianto, son muy malos conductores (buenos aislantes) cuando están secos ; si se humedecen, conducen el calor bastante bien. Una de las dificultades para el uso de estos materiales como aisladores es el mantenerlos secos.

MEDIOS DIELECTRICOS

Son materiales cuyos electrones de valencia están en estados localizados, sin movilidad. (cristales iónicos, covalentes, gases y líquidos). Por consiguiente cuando se les aplica un campo eléctrico no hay desplazamiento de carga. Son AISLANTES. Microscópicamente, en ausencia de campo, los centros de las cargas positivas y negativas coinciden, de forma que además de ser neutros, el momento dipolar de cualquier elemento de volumen que se considere es nulo. - En gases y líquidos polares (H2O, ClH,…), donde las moléculas tienen un momento dipolar intrínseco, es debido a que los dipolos están orientados de forma aleatoria, de forma que su suma en un volumen es nula. - En los cristales (iónicos o covalentes), y en gases o líquidos apolares (H2, N2, O2, CO2, C6H6, gases nobles, etc) esto es debido la simetría del sistema, ya que sus unidades estructurales (celdas unidad, átomos o moléculas) no tienen momento dipolar. al aplicar un campo externo a un medio dieléctrico, los centros de las cargas positivas y negativas de un volumen dado dejan de ser coincidentes, y por lo tanto en el medio se origina un momento dipolar. A este fenómeno se le llama POLARIZACION.

CONVECCIÓN

Cuando el calor se transmite por medio de un movimiento real de la materia que forma el sistema se dice que hay una propagación de calor por convección. Un ejemplo son: Los radiadores de agua caliente y las estufas de aire.
La transferencia de calor por corrientes de convección en un líquido o en un gas, está asociada con cambios de presión, debidos comúnmente a cambios locales de densidad. Un aumento de temperatura en un fluido va acompañado por un descenso de su densidad. Si aplicamos calor en la base de un recipiente, el fluido, menos denso en esta parte debido al calentamiento, será continuamente desplazado por el fluido más denso de la parte superior. Este movimiento que acompaña a la transmisión del calor se denomina convección libre. Ejemplos clásicos de convección son : el movimiento del viento sobre la tierra, la circulación del aguan en un sistema de calefacción doméstico. Algunas veces las diferencias de presión se producen mecánicamente mediante una bomba o un ventilador ; en tal caso, se dice que la conducción del calor ocurre por convección forzada. En ambos casos, el calor pasa hacia dentro o fuera de la corriente a lo largo del recorrido.
El método de las corrientes de convección es uno de los más eficaces de transferencia de calor y debe tenerse en cuenta cuando se diseñe o construya un sistema de aislamiento. Si se dejan en una casa grandes espacios sin paredes, se forman muy fácilmente corrientes de convección, produciéndose pérdidas de calor. Sin embargo, silos espacios se rompen en pequeños recintos, no son posibles las corrientes de convección y las pérdidas de calor por este método son muy pequeñas. Por esta razón, los materiales aislantes usados en las paredes de refrigeradores o en las de las casas son poroso : viruta de corcho, corcho prensado, lana de vidrio u otros materiales similares. Estos, no solamente son malos conductores por sí mismos, sino que dejan además pequeños espacios de aire, que son muy malos conductores y, al mismo tiempo, lo suficientemente pequeños para que no se produzcan corrientes de convección.

ejercicios de clase

problemas en clases
1.- Dados los vectores A= 2i - 3j - k y B= i + 4j - 2khallar:a) A x Bb) A . Bc) A + Bd) A - Be) B x AA) AXBB) A.B

A) AXB
B) A.B
C)A + b
D)A - B
E) B X A
ea del triangulo cuyos vertices son los puntos
P(1,3,2) G(2,-1,1) R(1,2,3)
a= PG= (1,-4,-1)=i-4j-k
b=PR= (0,-1,1)=-j+k
AxB= -4(1)i + (-1)(0)j + (1)(-1)k - (-4)(0)k + (-1)(-1)i + (1)(1)j
AxB= -4(1)i + (-1)(0)j + (1)(-1)k - J + J
AxB= -5i + j - k

3.- Determinar el vector unitario perpendicular al plano formado por A=2i - 6j - 3k y B = 4i + 3j - k4.
- Hallar (2i - 3j) . (( i + j - k) x ( 3i - k))= (2i - 3j) (3i + j - k)= 6i - 3j - k

5.- Hallar el angulo formado por
a) A= 3i + 2j - 6k y B= 4i - 3j + k6.
- Para que valores de A= ai - 2j + k y B= 2ai + aj - 4k son perpendiculares
BX= Bcos37º= 14.3754 m
BY= Bsen37º= 10.8326 m
AX= -12 mAy= θ

use el metodo de componentes para obtener la magnitud y dirección de :
A) A + B
B) La suma vectorial B+A
C) La diferencia vectorial A-B
D) La diferencia vectorial B-A
A) -(-12 m + 14.37 m ) + ( 10.38)Fx= 2.37 m
Fy= 10.38 mB) 14.37 + (-12 m ) Fy= 10.8326 + 0
Fx= 2.37 m
Fy= 10.8326
C) -12 m -18 m = -30m
D) 18 - (-12) = 30 m

unidad 2 electrostatica

Unidad II.- Electrostática
2.1.- Campos electrostáticos en el vacio.
2.2.- Campos electrostáticos en el campo material.
2.3.- Problema con valores en las fronteras en electrostática.

Ley de CoulombF= k q1q2/r²
F= Fuerza de atracción o repulsión. (N)
k= cte de coulomb 9x10^9 (Nm²/c²)q1q2= cargas eléctricas de coulond. (c)
r= distancia/ cargas (m)

Se eliminan los coulomb y los metros para quedar en función de N=Néwtones

Ejercicio.-1.- Calcular la fuerza de atracción de dos cargas puntuales de 5c cuya separación es de 1m.F= kq1q2/r²= (9x10^9)·(5)(5)/1= 2.25x10^11

ejercicio:2.-Cual es la distancia de separación de dos cargas q1q2 de 10 y 15 coulomb, que experimenta una fuerza de repulsión de
5x10^6N.r²= k·q1q2/f r=√k·q1q2/fr=√(9x10^9)[(10)(15)/5x10^6= 519.61N3.

Que fuerza experimenta una carga de 5 microcoulomb (Mc) cuya separación es de 2m.
F=(9x10^6)·(5000000)/2 = 2.25x10^134.
-Una carga de 3x10^-6 se encuentra a 2m de una carga de -8x10^6 ¿Cual es la magnitud de la fuerza de atracción entre las cargas?q1= 3x10^6cq2=-8x10^6cd=2mk=9x10^9Nm²/c²F=9x10^9·(3x10^6)(8x10^6)/(2)²F= 0.054NF=54x10^

-3Dos cargas eléctricas q1 y q2 se encuentran separadas "d" y experimentan una fuerza de repulsión de 40N. Si la distancia entre entre las cargas se duplica. ¿Cual es la magnitud de la nueva fuerza de repulsión?F∞= q/r²40N= q/(2r)²= q/4r²F/r²= 40N/(2)² = 40/4= 10N

Campo EléctricoRegión del espacio que rodea una carga eléctrica.La magnitud del campo eléctrico producido por un campo de fuerza F sobre una carga de prueba q se obtiene con la

formula;E= F/q
F= Magnitud del campo de fuerza. (N)
q= Carga de prueba. (c)
E= Magnitud de campo eléctrico. (N/c)

La magnitud del campo eléctrico producido por una carga puntual q a una distancia d , de ella se obtiene con la formula ;E= k·q/d²k=9x10^9 (Nm²/c²)
q= Carga de prueba. (c)
E= Magnitud de campo eléctrico. (m)
E= Nm²/c²·c/m²= N/c

Ejercicios.-1.- Una carga de 5x10^-6c se introduce a una región donde actúa un campo de fuerza de 0.04N. ¿Cual es la intencidad del campo eléctrico en esa región?
E=0.04N/5x10^-6= 8000 N/c2.

- 2:-El campo electrico de distancia d, d e una carga q es E, si la distancia se reduce a una cuarta parte. ¿Cual es la nueva magnitu del campo electrico?
E= k·q/d² =

ejercisios de clase

ES UNA CARRERA DE 2 INDIVIDUOS