Leyes Fundamentales de Electrostática y Magnetostática: Guía Completa - Prof. Arauz, Diapositivas de Máquinas Eléctricas

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LEYES FUNDAMENTALES DE

ELECTROSTÁTICA Y

MAGNETOSTÁTICA

Concepto de Circuito Magnético

Campo magnético de un toroide

 LEYES BÁSICAS DE LA ELECTROSTÁTICA

 (^) LEY DE COULOMB  (^) CAMPO ELÉCTRICO  (^) POTENCIAL ELÉCTRICO

 LEYES BÁSICAS DE MAGNETOSTÁTICA

 (^) CAMPO MAGNETOSTÁTICO: FUERZAS EN CARGAS EN MOVIMIENTO  (^) LEY DE BOIT-SAVART: CAMPO MAGNÉTICO DE UN ELEMENTO DE CORRIENTE EN EL VACIO  (^) CAMPO MAGNÉTICO EN EL CENTRO DE UN ANILLO CIRCULAR DE CORRIENTE EN EL VACIO  (^) CONTINUIDAD DE LÍNEAS DE INDUCCIÓN  (^) LEY DE CIRCUITOS DE AMPERE

LEY DE COULOMB

“La magnitud de cada una de las fuerzas

eléctricas con que interactúan dos cargas

puntuales en reposo es directamente

proporcional al producto de la magnitud de

ambas cargas e inversamente proporcional al

cuadrado de la distancia que las separa y tiene la

dirección de la línea que las une. La fuerza es de

repulsión si las cargas son de igual signo, y de

atracción si son de signo contrario”

CAMPO ELÉCTRICO Un campo eléctrico es un campo físico o región del espacio que interactúa con cargas eléctricas o cuerpos cargados mediante una fuerza eléctrica. Su representación por medio de un modelo describe el modo en que distintos cuerpos y sistemas de naturaleza eléctrica interactúan con él

POTENCIAL ELÉCTRICO

El potencial eléctrico en un punto del espacio de un campo eléctrico es la energía potencial eléctrica que adquiere una unidad donde:

• V es el potencial eléctrico en un punto del campo eléctrico. Su unidad en el S.I. es el julio por culombio (J/C) que en honor a Alessandro Volta recibe el nombre de Voltio.
• E p es la energía potencial eléctrica que adquiere una carga testigo positiva q' al situarla en ese puntode carga positiva situada en dicho punto.

POTENCIAL ELÉCTRICO

El hecho de que todas las magnitudes sean escalares, permite que el estudio del campo eléctrico sea más sencillo. De esta forma, si conocemos el valor del potencial eléctrico V en un punto, podemos determinar que la energía potencial eléctrica de una carga q situada en él es:

POTENCIAL ELÉCTRICO

Si el campo eléctrico es creado por varias cargas puntuales, el potencial eléctrico en un punto sigue el principio de superposición: El potencial eléctrico originado por n cargas puntuales en un punto de un campo eléctrico es la suma escalar de los potenciales eléctricos en dicho punto creados por cada una de las cargas por separado. o lo que es lo mismo:

POTENCIAL ELÉCTRICO

Ejemplo Dos cargas q 1 = 3 μC y q 2 = -6 μC se encuentran en los vértices de un triángulo equilatero de lado 60 cm. Determina el potencial en el vértice libre y la energía potencial que adquiriría una carga q = -5 μC si se situase en dicho punto

CAMPOS MAGNETOSTATICOS Los campos magnetostáticas, también conocidos como campos magnéticos estáticos, son aquellos que no varían en el tiempo y son creados por cargas eléctricas en movimiento o por imanes permanentes. En esencia, son campos magnéticos que se mantienen constantes a lo largo del tiempo, a diferencia de los campos electromagnéticos que pueden cambiar con la frecuencia.

CAMPOS MAGNETOSTATICOS Se utilizan dos vectores diferentes para representar un campo magnético: uno llamado La densidad de flujo magnético , o inducción magnética , se simboliza con B ; la otra, llamada La intensidad del campo magnético se simboliza con H. El campo magnético H puede considerarse el campo magnético producido por el flujo de corriente en cables, y el campo magnético B el campo magnético total, incluyendo también la contribución de las propiedades magnéticas de los materiales en el campo. Cuando fluye corriente en un cable enrollado sobre un cilindro de hierro dulce , el campo magnético H es bastante débil, pero el campo magnético promedio real ( B ) dentro del hierro puede ser miles de veces más intenso, ya que B se ve considerablemente mejorado por la alineación de los innumerables diminutos imanes atómicos naturales del hierro en la dirección del campo.

CAMPOS MAGNETOSTATICOS

• B→ es la intensidad del campo magnético o simplemente campo magnético en el punto P. En el S.I. se mide en Teslas (T).
• μ se denomina permeabilidad magnética y depende del medio en el que se encuentre la carga. En el S.I. se mide en m·kg/C^2
• q es la carga en movimiento. En el S.I. se mide en culombios (C).
• v→ es la velocidad a la que se mueve la carga. En el S.I. se mide en metros por segundo (m/s).
• r→ es el vector de posición que va desde la carga hasta el punto P donde se evalúa B→. En el S.I. se mide en metros (m).
• ur→ es un vector unitario de r→. En el S.I. se mide en metros (m).
• r es el módulo de r→. En el S.I. se mide en metros (m).