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Brigada 6 Previo 10: Fuerza de origen magnético sobre conductores. 1/12/2020
Profesor: MD. Fernando Vega Calderón Materia: Lab. Electricidad y magnetismo Grupo: 08
División de Ciencias básicas
Lab. Electricidad y magnetismo 
 
Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Ingeniería
Previo 10: Fuerza de origen magnético sobre conductores.
· Profesor: MD. Fernando Vega Calderón 
· Grupo: 08
· Brigada: 6
· Integrantes:
Atenco Arizmendi Ari Avany
Delgado Saldaña Candy Marian
Martínez Jiménez María Fernanda
Leija Ruíz Rafael Sebastián
Sánchez Nazario Axel
· Calificación ____________
Fecha: 1-12-2020
Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Ingeniería
Semestre 2021-1
1. ¿Cuál es la expresión que permite calcular la fuerza de origen magnético (F m) sobre un conductor recto, por el cual circula una corriente eléctrica (i), inmerso en un campo magnético externo (Bext)?
Fm=qv x B
F
: representa la fuerza magnética que actúa en una partícula
q
: es la cantidad de carga de la partícula
V
: es el vector velocidad con el cual la partícula se mueve
B
: es el vector de campo magnético del punto donde se localiza la partícula
2. Con relación a la ecuación de la pregunta anterior ¿qué parejas de vectores son perpendiculares siempre?
El fenómeno de atracción y repulsión entre conductores paralelos por los que pasa una corriente. Si se hace circular una corriente por una de ellas, ésta genera un campo magnético proporcional a la corriente que circula por el conductor e inversamente proporcional a la distancia al conductor (ley de Biot y Savart aplicada a conductores rectilíneos)
Por ende siempre los vectores B y F son perpendiculares (La fuerza magnética que actúa en la partícula y el vector del campo magnetico de punto donde se localiza la partícula)
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.
La dirección y sentido puede obtenerse a partir de la regla de la mano derecha. Este campo magnético ejerce una fuerza (fuerza de Lorentz) sobre el otro conductor por el que pasa la otra corriente. La fuerza por unidad de longitud que se ejerce sobre el segundo conductor es proporcional al campo magnético generado por la corriente en el primero y a la intensidad de corriente que circula por el segundo: Si las corrientes son en el mismo sentido, las fuerzas son atractivas y si son en sentido contrario las fuerzas son repulsivas
El experimento de Oersted, que puso de manifiesto la influencia magnética asociada a las cargas eléctricas en movimiento, dio paso a una conjetura que no tardó en demostrarse experimentalmente: las corrientes eléctricas que circulan por hilos conductores próximos ejercen una influencia mutua de origen magnético que modifica sus magnitudes y propiedades.
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.
cuando el experimento demostró que los imanes se orientan sometidos a la acción de una corriente. Para entonces, bastantes conceptos, como por ejemplo el concepto de polo magnético, ya estaban establecidos. Pero, fue Ampere quien, muy poco después de conocer el resultado del experimento de Oersted, demostró que dos corrientes eléctricas se repelen si circulan en sentidos opuestos y se atraen si lo hacen en el mismo sentido. Por ello, una vez establecida esta ley, que calcula la fuerza de interacción entre corrientes, se adoptó la intensidad de corriente como una de las magnitudes fundamentales de la física y se definió su unidad, llamada amperio, en relación con esta ley
Cuando las cargas son de signo y movimiento contrarios. Evidentemente. La fuerza magnética será de repulsión si las cargas son de igual signo y con diferente sentido
5. ¿Qué instrumento se utiliza para medir un campo magnético? y ¿cuál es su unidad en el SI?
El medidor de campos electromagnéticos (Gaussímetro) se utiliza para medir los campos magnéticos ( y, a veces eléctricos ) asociado con campos eléctricos y magnéticos de baja frecuencia ELF.
Una onda electromagnética significa simplemente el movimiento de las olas del campo electromagnético. (EMF). En cambio en los campos eléctricos produce campos magnéticos, y el cambio en los campos magnéticos también puede generar campos eléctricos.
La unidad de campo magnético en el Sistema Internacional es el tesla (T). Un tesla se define como el campo magnético que ejerce una fuerza de 1 N (newton) sobre una carga de 1 C (culombio) que se mueve a velocidad de 1 m/s dentro del campo y perpendicularmente a las líneas de campo.
6. Describe los componentes principales de un motor de corriente directa.
Carcasa metálica o cuerpo del motor. Aloja en su interior, de forma fija, dos imanes permanentes con forma de semicírculo, con sus correspondientes polos norte y sur.
Rotor o parte giratoria del motor. 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. Por norma general el rotor de la mayoría de los pequeños motores de C.D. Se compone de tres enrollados o bobinas que crean tres polos magnéticos. Los extremos de cada una de esas bobinas se encuentran conectados a diferentes segmentos del colector.
Colector o conmutador. Situado en uno de los extremos del eje del rotor, se compone de un anillo deslizante seccionado en dos o más segmentos. Generalmente el colector de los pequeños motores comunes de C.D. se divide en tres 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. En los pequeños motores las escobillas normalmente se componen de dos piezas o flejes metálicos que se encuentran fijos en la tapa que cierra la carcasa o cuerpo del motor.
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. El motor de esta foto utiliza en función de escobillas dos flejes metálicos.
7. Describe el principio de operación de un motor de corriente directa.
El funcionamiento de un motor de c.c. se basa en la fuerza que se produce sobre un conductor eléctrico recorrido por una intensidad de corriente eléctrica en el seno de un campo magnético, según la expresión de la ley de Lorentz.
Sobre el colector las escobillas permiten alimentar al rotor del motor en movimiento con corriente continua.
En la imagen de la izquierda la corriente en el rotor fluye hacia arriba, del polo negativo hacia el polo positivo, creando el polo Sur en la parte superior y Norte en la inferior, dado que en el estator tenemos el polo norte en la parte superior se produce una fuerza de atracción que hace girar al rotor en sentido horario. En la imagen central no fluye corriente por el rotor.
En la imagen derecha vemos como gracias al colector el sentido de la corriente en el estator es de arriba hacia abajo. Es decir el colector ha invertido la corriente en el rotor, generando un campo magnético Norte en la parte superior y Sur en la parte inferior, esto hace que el estator al tener también el polo Norte en la parte superior repele al rotor, consiguiendo de esta forma que la fuerza de giro sea también sentido horario, similar a la imagen de la izquierda.
Si no fuesepor el colector en cada media vuelta el par de giro en el rotor invertiría su sentido y el rotor no conseguiría girar.
8. Describa lo que establece la fuerza de Lorentz y anote su expresión matemática.
Al contrario que en los campos eléctricos, una partícula cargada que se encuentre en reposo en el interior de un campo magnético no sufre la acción de ninguna fuerza. Otra caso bien distinto se produce cuando la partícula se encuentra en movimiento, ya que por el contrario, en este caso, la partícula sí que experimentará la acción de una fuerza magnética que recibe el nombre de fuerza de Lorentz.
La fuerza de Lorentz es la fuerza ejercida por el campo electromagnético que recibe una partícula cargada o una corriente eléctrica.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
-Tipler, Mosca: "Fundamentos de magnetismo" Vol. 2, 5ª edición, Reverté, 2005.
-Serway, Beichner: "Física para ciencias e ingeniería" Tomo 2, 5ª edición, McGrawHill, 2002
-Gettys, Keller, Skove, "Física clásica y moderna", McGrawHill, 1996.