Flashcards - Capítulo 27
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¿Cuál es la expresión de la ley de Biot-Savart para el campo magnético?
Para un elemento de corriente \(I d\vec{\ell}\):
donde \(\mu_0\) es la permeabilidad del vacío y \(r\) es la distancia al punto de campo.
¿Cuál es el campo magnético alrededor de un alambre recto largo que transporta corriente?
Para un alambre recto infinito con corriente I, a distancia r:
Las líneas de campo son círculos concéntricos alrededor del alambre.
¿Cómo se calcula la fuerza entre dos alambres paralelos que transportan corriente?
Para dos alambres paralelos separados por distancia d, con corrientes I₁ e I₂:
Corrientes en la misma dirección se atraen, en direcciones opuestas se repelen.
¿Cuál es el campo magnético en el centro de una espira circular de corriente?
Para una espira de radio R con N vueltas y corriente I:
El campo es perpendicular al plano de la espira (regla de la mano derecha).
¿En qué consiste la ley de Ampère?
La circulación del campo B a lo largo de una trayectoria cerrada es:
donde \(I_{enc}\) es la corriente neta encerrada por la trayectoria.
¿Cuál es el campo magnético dentro de un solenoide ideal?
Para un solenoide largo con n vueltas por unidad de longitud:
El campo es uniforme dentro del solenoide y paralelo a su eje.
¿Cómo es el campo magnético dentro de un toroide?
Para un toroide con N vueltas y radio medio r:
El campo es confinado al interior y varía con la distancia al centro.
¿Qué es la permeabilidad magnética y cómo se relaciona con materiales?
La permeabilidad μ describe cómo un material responde a un campo magnético:
donde μ₀ es la permeabilidad del vacío y μᵣ es la permeabilidad relativa del material.
¿Qué es la magnetización y cómo se relaciona con el campo magnético?
La magnetización \(\vec{M}\) es el momento dipolar magnético por unidad de volumen:
donde \(\vec{H}\) es la intensidad de campo magnético.
¿Qué caracteriza a los materiales ferromagnéticos?
Los ferromagnéticos (Fe, Ni, Co) tienen:
- Alta permeabilidad relativa (μᵣ ≫ 1)
- Magnetización espontánea
- Exhiben histéresis magnética
- Tienen una temperatura de Curie
¿Qué es la histéresis magnética?
Es la dependencia de la magnetización de un material de su historia magnética:
- Retentividad: magnetización remanente
- Coercitividad: campo necesario para desmagnetizar
- El área del ciclo de histéresis representa pérdidas de energía
¿Cómo se calcula el campo magnético de un disco cargado en rotación?
Para un disco de radio R con densidad superficial σ girando con ω:
en el centro del disco. Similar al campo de una espira de corriente.
¿Cuál es el campo magnético de un dipolo a larga distancia?
Para un dipolo con momento μ a distancia r ≫ tamaño:
Similar al campo de un dipolo eléctrico pero con diferente dependencia angular.
¿Qué es la corriente de desplazamiento de Maxwell?
Es un término añadido por Maxwell a la ley de Ampère:
donde Φₑ es el flujo eléctrico. Completa la simetría de las ecuaciones de Maxwell.
¿Cuál es la forma completa de la ley de Ampère-Maxwell?
La forma generalizada incluye la corriente de desplazamiento:
Esta forma es consistente con la conservación de la carga.
¿Cuál es el campo magnético en el eje de una espira circular?
Para una espira de radio R con corriente I, a distancia x del centro:
El campo es máximo en el centro (x=0) y disminuye con la distancia.
¿Qué caracteriza a los materiales paramagnéticos?
Los paramagnéticos (Al, O₂) tienen:
- μᵣ ligeramente mayor que 1
- Se magnetizan débilmente en la dirección del campo aplicado
- La magnetización es proporcional al campo y disminuye con la temperatura
- Siguen la ley de Curie: M ∝ B/T
¿Qué caracteriza a los materiales diamagnéticos?
Los diamagnéticos (Cu, Ag, H₂O) tienen:
- μᵣ ligeramente menor que 1
- Se magnetizan débilmente en dirección opuesta al campo aplicado
- La magnetización es independiente de la temperatura
- Son repelidos por imanes (efecto débil)
¿Cómo se calcula el campo de un segmento recto finito de alambre?
Para un segmento de longitud L con corriente I, a distancia perpendicular r:
donde θ₁ y θ₂ son los ángulos desde los extremos del segmento al punto de campo.
¿Cuáles son algunas aplicaciones de los solenoides y electroimanes?
- Relevadores y interruptores electromagnéticos
- Motores y generadores eléctricos
- Imágenes por resonancia magnética (MRI)
- Aceleradores de partículas
- Separadores magnéticos
- Altavoces y micrófonos
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