Cuadro comparativo entre campo eléctrico y campo magnético
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Campo gravitatorio
Campo eléctrico
Campo magnético
· Es un campo de fuerzas que actúa sobre cuerpos por el hecho de tener masa
· La fuerza ejercida es proporcional a la masa sobre la que actúa
· La fuerza gravitatoria es siempre de atracción.
· El campo queda definido en cada punto por el vector intensidad del campo g=F/m
· La intensidad del campo gravitatorio debido a una masa puntual es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia g=G·m/r2
· La cte de gravitación universal G es igual en todos los medios materiales
· Es un campo de fuerzas conservativo
· El trabajo necesario para desplazar una masa entre dos puntos del campo no depende de la trayectoria seguida
· Se puede definir un potencial gravitatorio U en cada punto del campo
· El potencial gravitatorio V en un punto es la energía potencial gravitatoria de la unidad de masas Ep=mV
· El potencial gravitatorio en un punto debido a una masa puntual es inversamente proporcional a la distancia
V=Gm/r
· Es un campo de fuerzas que actúa sobre cuerpos con cargas eléctricas.
· La fuerza ejercida es proporcional a la carga eléctrica sobre la que actúa.
· La fuerza eléctrica puede ser de atracción o de repulsión.
· El campo queda definido en cada punto por el vector intensidad del campo E=F/q
· La intensidad del campo eléctrico debido a una carga puntual es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. E=m/r2
· La cte electroestática K tiene un valor diferente para cada medio
· Es un campo de fuerzas conservativo.
· El trabajo necesario para desplazar una carga entre dos puntos del campo no depende de la trayectoria seguida.
·Se puede definir un potencias V en cada punto del campo.
· El potencial eléctrico V en un punto es la energía potencial eléctrica de la unidad de carga eléctrica positiva Ep=qV
· El potencial eléctrico en un punto
· Es un campo de fuerzas que actúa sobre cargas eléctricas en movimiento.
· La fuerza ejercida es proporcional a la carga eléctrica sobre la que actúa.
· La fuerza magnética puede ser de atracción o de repulsión.
· El campo queda definido en cada punto por el vector inducción magnética B
F=q(v·B)
· El campo magnético debido a un elemento conductor por el que circula una corriente y es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia
AB= (µ0l/4?)·(AL·ur/r2)
· La permeabilidad magnética m tiene un valor diferente para cada medio
· Es un campo de fuerzas no conservativo. Esto impide que se defina una función potencial que dependa únicamente de la posición de los cuerpos en el campo magnético
· El trabajo necesario para desplazar una carga entre dos puntos del campo si depende de la trayectoria seguida
· No se puede definir un potencial magnético en cada punto del campo.
Acción del campo magnético sobre cargas eléctricas en movimiento
tipos | cálculo | representación | Aplicaciones |
Fuerzas magnéticas sobre una carga en mov. Fuerza de lorentz | Acelerador de partículas Espectrómetro de masas | ||
Fuerza magnética de un elemento de corriente (conductor rectilíneo) | Galvanómetro: medir la intensidad de la corriente | ||
Fuerzas entre corrientes | Amperio: dos conductores rectilíneos paralelos en el vacío a una distancia de un metro es recorrido en el mismo sentido por corrientes de un amperio si se atraviesa con una fuerza de 2·10-7 N/m |
Ley de coulomb
Fuerza que se establece entre cargas eléctricas puntuales y es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa: F1,2=[K(Q1Q2)/r2]u
Características
1-La dirección de la fuerza coincide con la de la recta que une las cargas
2- La fuerza puede ser atractiva o repulsiva, dependiendo del signo de las cargas
3- Son fuerzas a distancia que se manifiestan incluso en el vacío
4- Se verifica el principio de acción-reacción
5- Se verifica el principio de superposición
6- Fuerza central: la dirección de todos los vectores de fuerza convergente en el mismo punto y su modulo depende de la distancia al mismo.
7- Se trata de una fuerza conservativa: el trabajo realizado por las fuerzas eléctricas es igual a la variación de la energía potencial.
Estudio del campo eléctrico
Perturbación que un cuerpo cargado produce en el espacio que lo rodea, tal que es un campo central y conservativo.
Acelerador de partículas: Dispositivo en el que las partículas cargadas se aceleran hasta que adquieren energía cinética elevada con la colisión de núcleos atómicos u otras partículas produciendo reacciones nucleares que permiten estudiar la composición de la materia. Ciclotrón? F mag = F centrípeta
Vmax = (q·B· R)/m R= (m·v)/(q·B) T=2?R/v
Espectrómetro de masas dispositivo que utiliza un campo magnético para medir las masas de los distintos isotopos de un mismo elemento químico.