Lorentz
26 mar, 2013
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PDFEn un filamento
PRESENTACIÓN: La inducción electromagnética es el proceso mediante el cual campos magnéticos generan campos eléctricos. Al generarse un campo eléctrico en un material conductor, los portadores de carga se verán sometidos a una fuerza y se inducirá una corriente eléctrica en el conductor.
- Magnetic force demo, John Koser, Phys. Teach. 51, 260 (2013)
- Torsional Oscillations with Lorentz Force, Paul Gluck, Phys. Teach. 45, 274 (2007)
INTRODUCCIÓN: Los efectos magnéticos se manifiestan siempre que una carga en movimiento se encuentra próxima a un imán. La carga experimenta una fuerza: a) cuyo módulo es proporcional al producto de los valores de velocidad y carga; y b) con una dirección perpendicular a la velocidad. Para explicar el origen de esta fuerza se introduce el concepto de campo magnético. Así, un imán crea en cualquier punto P del espacio que la rodea un campo magnético de valor Bimán, si ahora colocamos una carga q en P que se mueve con una velocidad v, ésta se verá sometida a una fuerza:
F = q (v x Bimán)
Expresión que sigue siendo válida para campos magnéticos con un origen distinto.
OBJETIVO: Comprobar la existencia de una fuerza en el filamento de la bombilla cuando se le acerca un imán.
MATERIALES: portalámparas, bombilla de filamento, imán.
MONTAJE Colocamos la bombilla en el portalámparas, lo enchufamos y al encender la lámpara acercamos el imán.
EXPLICACIÓN: Cualquier cable, incluido el filamento de una bombilla, tiene un conjunto de portadores de carga en movimiento cuando lo atraviesa una corriente. Al acercarle una fuente de campo magnético experimenta una fuerza perpendicular denominada fuerza de Lorentz.
CONCEPTOS: electromagnetismo, corriente inducida, fuerza electromotriz (f.e.m.) inducida, corriente alterna, fuerza magnética.
MÁS INFORMACIÓN:
- WIKIPEDIA 1
- WIKIPEDIA 2
- WIKIPEDIA 3
- YOUTUBE 1
- YOUTUBE 2
- YOUTUBE 3
- UPM
- WFU
- SLIDESHARE
- OTROS 1
- OTROS 2
TEXTOS :
- R. Serway, Física, Mac Graw Hill, 2010.
- P. Tipler, Física para la Ciencia y la tecnología, Reverté, 2012.
- R. Ehrlich, Turning the World Inside Out and 174 Other Simple Physics Demonstrations, Princeton University Press, 1997.
ALUMNADO 2011-2012: Laura Gómez, Patricia Gómez, Nicolás González, Fátima González.
ENLACE pdf ALUMNADO:
ALUMNADO 2012-2013: Daniel Díaz, Agustín Moreira, Fabián Valera, Carlos Vázquez.
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7 responses to "Lorentz"
Unhas das aplicacións máis importantes da lei de Lorentz é o espectrómetro de masas. Iste o que nos permite é recoñecer o tamaño de isótopos ionizados, xa que define o seu radio, dependendo da traxectoria destes e do campo magnético que se está a aplicar perpendicular a esta traxectoria. O que nos permite é determinar con facilidade a masa dos isótopos de distintos elementos.
Na industria é altamente utilizado na análise elemental de semiconductores, biosensores, cadenas poliméricas complexas, fármacos, productos de interese química, análise forense, contaminación medioambiental, perfumes e todo tipo d analitos que sexas susceptibles de pasar a fase vapor e ionizarse sen descompoñerse.
Sabiades que Lorentz, premio Nobel de física, deu o seu nome as transformacións que serviron de base a Einstein para formular a súa teoría da relatividade?
Además de las aplicaciones que ya se han mencionado en comentarios anteriores, la fuerza de Lorentz puede emplearse para medir la velocidad de fluidos conductores. Como indica el siguiente artículo, esto puede ser muy interesante en la industria alimentaria, ya que se trata de un método de medida que no requiere contacto con el fluido, y por lo tanto reduce el riesgo de contaminación de los alimentos. También es muy interesante cuando el fluido que se transporta está a alta temperatura, como puede ser el caso de metales fundidos.
La inducción electromagnética es otro de esos fenómenos que siempre resultan sorprendentes a la vista, pues parecen casi mágicos debido al desconocimiento general y a la baja capacidad del alumnado en particular (y de también del resto de personas en general) de relacionar los conceptos teóricos aislados que se dan al tratar las materias. Debido a esto siempre es interesante mostrar los efectos que se explican teóricamente y hablar, siempre que sea posible, de sus aplicaciones. En el siguiente enlace se explican algunas de las aplicaciones de la inducción electromagnética.
Neste breve vídeo móstranse tres montaxes moi ilustrativas que permiten visualizar a forza de Lorentz, consecuencia da interacción entre electricidade e magnetismo. No vídeo menciónase tamén que a aurora boreal débese a este efecto, a través da interacción de partículas cargadas do vento solar co campo magnético terrestre. Eu non tiña nin idea e, buscando máis información, atopei un par de vídeos e páxinas web que explican a causa deste último fenómeno.
A forza de Lorentz é a base do efecto Hall, polo cal as cargas que pasan por un conductor inmerso nun campo magnético tenden a desviarse e acabar nos extremos do conductor, creando un campo electrostático e por tanto unha diferencia de potencial medible. Isto pódese usar para medir campos magnéticos cunha sonda de efecto Hall. Mírese, por exemplo, esta simulación.
Me parece una forma sencilla de mostrar como un campo magnético interfiere con el flujo de una corriente eléctrica, ya sea continua o alterna. Con esto se puede evidenciar una de las razones de por qué no es buena idea aproximar un imán potente a cualquier dispositivo electrónico, algo que a priori es difícil de entender pero que visualmente creará una alerta de manera que cualquiera lo recuerde.