martes, 1 de diciembre de 2009

CAMPO MAGNETOSTATICO (trabajo de investigacion)

LEY DE AMPERS DE LOS CIRCUITOS Y APLICACIONES:



En física del magnetismo, la ley de Ampère, la cual se basó en una memoria de seis páginas de Hans Christian Oersted, relaciona un campo magnético estático con la causa que la produce, es decir, una corriente eléctrica estacionaria. Es análoga a ley de Gauss. Básicamente, la ley de Ampère se emplea para el cálculo de los campos magnéticos de determinado circuito dado, atendiendo a ello mediante constantes, por lo que su formula es :
Σ BIIΔ
l = μ0 ΣI donde ΣI es la corriente neta, Δ l es la distancia recorrida, BII el campo magnético generado y Σ BII Δl es la suma de ambos, además de que μ0 es igual a 4 π x 10-7 T (teslas) x metro/ A (amperes) (T x m/A), la constante de permeabilidad en el vacío, de aquel campo será B= μ0 I/ 2πr.
DENSIDAD DEL FLUJO MAGNETICO COMO SU CALCULO:
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 bien donde 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.
Ecuaciones de Maxwell: 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.


IMAGENES DE FLUJO MAGNETICO



POTENCIAL MAGNETICO ESCALARES Y VECTORIALES:


La solución de problemas de campos electroestáticos resulta bastante simplificada con la utilización del potencial electroestático escalar . Aunque este potencial posee un significado físico muy real, matemáticamente no es más que un escalón que permite resolver un problema en varios pasos más pequeños.
Dada una configuración de carga, primero se encuentra el potencial y entonces a partir de este la intensidad del campo eléctrico.El potencial escalar magnético puede usarse para el cálculo del campo magnético causado ya sea por circuitos que conducen corriente o por capas dobles magnéticas (capas de dipolos).
El potencial magnético escalar, el cual se designa como de cuyo gradiente se obtiene la intensidad de campo magnético (H),las dimensiones de son en amperes.Sin embargo, el rotacional del gradiente de cualquier escalar es igual a cero. Si se define como el gradiente de un potencial magnético escalar, la densidad de corriente debe ser cero a través de la región en la cual el potencial magnético escalar esta definido de la siguiente manera. El vector potencial magnético, es uno de los más útiles en la radiación de antenas, de aperturas y dispersión de líneas de transmisión, guías de ondas y hornos de microondas.


IMAGENES DE POTENCIALES MAGNETICOS:






LEY DE BIOT-SABARAT:
POCO DESPUES DE QUE OESTED DESCUBRIERA EN 1891, QUE LA AGUJA DE UNA BRUJULA ERA DESVIADA POR UN CONDUCTOR QUE CONDUCIA CORRIENTE, JEAN BAPTISTE,BIOT Y FELIX SAVARAT INFORMARON QUE UN CONDUCTOR QUE CONDUCE UNA CORRIENTE ESTABLE EJERCIA UNA FUERZA SOBRE UN IMAN.APARTE DE SUS RESULTADOS EXPERIMENTALES BIOT Y SAVARAT LLEGARONA A UNA EXPRECION QUE BRINDA EL CAMPO MAGNETICO EN ALGUN PUNTO EN EL ESPACIO EN TERMINOS DE LA CORRIENTE QUE PRODUCE EL CAMPO.
LA LEY DE BIOT-SAVARAT ESTABLECE QUE SI UN ALAMBRE CONDUCE UNA CORRIENTE ESTABLE Y EL CAMPO MAGNETICO DB EN UN PUNTO P ASOCIADO A UN ELEMENTO DEL ALAMBRE DS TIENEN LAS SIG. PROPIEDADES.EL CAMPO MAGNETICO DE EN UN PUNTO P DEBIDO A UN ELEMENTO DE CORRIENTE DS ESTA DADO POR LA LEY DE BIOT-SAVARAT.EL CAMPO APUNTA HACIA AFUERA DE LA PAGINA EN P Y HACIA ADENTRO DE LA MISMA EN P´.
PROPIEDADES DEL CAMPO MAGNETICOCREADO POR UNA CORRIENTE ELECTRICA:
°EL VECTOR DB ES PERPENDICULAR TANTO A DS (QUE ES UN VECTOR QUE TIENE UNIDADES DE LONGITUD Y ESTA EN DIRECCION DE LA CORRIENTE) COMO DEL VECTOR UNITARIO DIRIGIDO DEL ELEMENTO AL PUNTO ¨P¨.
°LA MAGNITUD DE DB ES INVERSAMENTE PROPORCIONAL A R^2, DONDE R ES LA DISTANCIA DEL ELEMENTO A P.
°LA MAGNITUD DE DB ES PROPORCIONAL ALA CORRIENTE Y ALA LONGITUD DE S DEL VECTOR.
°LA MAGNITUD DE DS ES PROPORCIONAL AL SEN DEL ANG DONDE TETA ES EL ANGULO ENTRE LOS VECTORES DS Y R.DB=KM(IDS X R)/R^2.KM ES UNA CONSTANTE Y ES EXACTAMENTE 10^-7 T (M/A):
ESTA CONSTANTE SUELE ESCRIBIRSE M0/4Pii , DONDE LA M0 E SUNA CONSTANTE CONOCIDA COMO PERMEABILIDAD MAGNETICA O DEL ESPACIO LIBRE.
M0= 4PiiX10^-7 T (M/A)
DB= (M0/4Pii) (IDS X R/R^2)
ES IMPORTANTE OBSERVAR QUE LA LEY DE BIOT-SAVARAT PROPORCIONA EL CAMPO MAGNETICO EN UN PUNTO SOLO PARA UN PEQUEÑO ELEMENTO DEL CONDUCTOR. PARA ENCONTRAR EL CAMPO MAGNETICO TOTAL DE
B.B=M0/4Pii ~ÌDS X R^/R^2


-LEY DE AMPERE:
LA CORRIENTE QUE CIRCULA POR UN CONDUCTOR QUE INDUCE UN CAMPO MAGNETICO
LEY DE FARADAY:
EN UN CIRCUITO LA FUERZA ELECTROMOTRIS INDUCIDA POR UN CONDUCTRO O UNA BOBINA ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL ALA RAPIDEZ CON QUE CAMBIA EL FLUJO MAGNETICO.
E=DELTA TETA /DELTA TDONDE:
E= FUERZA ELECTROMOTRIS INDUCIDA (VOLTS)DELTA TETA:
FLUJO AMGNETICO (WEBERS)DELTA
T: VARIACION DE TIEMPO (S)EN EL SIGUIENTE CIRCUITO CUAL ES LA CORRIENTE EN CADA RESISTENCIA.