Explorando los principios del electromagnetismo, este texto abarca la Ley de Biot-Savart, la dinámica de partículas en campos magnéticos, la fuerza de Lorentz y el momento de torsión en bobinas. Se discuten también las leyes de Gauss y Ampère, la inducción electromagnética de Faraday y Lenz, la inductancia y el funcionamiento de transformadores, culminando con las trascendentales ecuaciones de Maxwell y su impacto en la tecnología moderna.
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La Ley de Biot-Savart describe cómo una corriente eléctrica produce un campo magnético
Integrande del efecto de elementos infinitesimales de corriente
Para calcular el campo magnético en un punto en el espacio debido a una corriente eléctrica, se integra el efecto de elementos infinitesimales de corriente sobre el punto de interés
Utilidad en configuraciones geométricas específicas
La ley de Biot-Savart es particularmente útil para determinar el campo magnético en configuraciones geométricas específicas, como alrededor de un alambre infinitamente largo, en el centro de un bucle de corriente, a lo largo del eje de un solenoide o en la proximidad de un conductor finito
La Ley de Biot-Savart es análoga a la ley de Coulomb, que describe la interacción entre cargas eléctricas
Las partículas cargadas experimentan una fuerza magnética cuando se mueven a través de un campo magnético, cuya magnitud es proporcional al producto de la carga, velocidad y ángulo entre la velocidad y el campo
Regla de la mano derecha
La dirección de la fuerza magnética se determina mediante la regla de la mano derecha, siendo perpendicular tanto a la velocidad de la partícula como al campo magnético
Trayectoria en un campo magnético uniforme
En un campo magnético uniforme, una partícula cargada puede seguir una trayectoria circular o helicoidal, cuyo radio de giro depende de su masa, carga, velocidad y la intensidad del campo magnético
La fuerza magnética es una componente de la fuerza electromagnética, resultante del movimiento relativo de cargas eléctricas y puede ser atractiva o repulsiva
La ley de Gauss para el magnetismo establece que el flujo magnético total a través de cualquier superficie cerrada es cero, lo que sugiere que no existen monopolos magnéticos
Relación entre corriente eléctrica y campo magnético
La ley de Ampere establece una relación entre la corriente eléctrica y el campo magnético circundante, facilitando el cálculo de campos magnéticos en configuraciones con simetría
Forma integral de la ley de Ampere
La forma integral de la ley de Ampere relaciona la circulación del campo magnético a lo largo de un camino cerrado con la corriente total que atraviesa cualquier superficie delimitada por ese camino
La ley de Faraday establece que un cambio en el flujo magnético a través de un circuito cerrado induce una fuerza electromotriz en el circuito
La ley de Lenz proporciona la dirección de la corriente inducida, indicando que ésta se opone al cambio en el flujo magnético original
Estas leyes son fundamentales para el funcionamiento de generadores eléctricos y transformadores, y aseguran que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma
00
Esta ley se asemeja a la ley de ______, que se ocupa de la interacción entre ______ eléctricas.
Coulomb
cargas
01
Para determinar el campo magnético en un punto, se realiza la ______ del efecto de elementos de corriente ______ sobre dicho punto.
integración
infinitesimales
02
Es útil para calcular el campo magnético en situaciones como alrededor de un ______ infinitamente largo o en el centro de un ______ de corriente.
alambre
bucle
