Saltar navegación

Carga dentro de un campo - Contenido educativo

Ajuste de pantalla

El ajuste de pantalla se aprecia al ver el vídeo en pantalla completa. Elige la presentación que más te guste:

Subido el 4 de noviembre de 2023 por Santiago J.

7 visualizaciones

En este video se estudia el comportamiento de una carga en un campomagnético

Más información Transcripción

Descargar la transcripción

¿Qué es la velocidad de la carga por V? 00:00:00
Por la ley de Lorentz sabemos que una fuerza dentro de un campo magnético es igual a Q por el producto vectorial de V, que es la velocidad de la carga, por V, que es el campo magnético. 00:00:11
Además de esto, como es un producto vectorial, sabemos que el seno es igual a Q por V, que es la velocidad, por V, por el seno de theta, el ángulo que forman, entre V, la velocidad de la partícula, y V, el campo magnético. 00:00:22
¿Cuál es la velocidad de la carga por V? 00:00:38
Esto quiere decir que si V, la velocidad de la partícula, y V, el campo magnético, son paralelos o antiparalelos, el módulo de la fuerza va a ser cero. Es decir, ese campo magnético no influye nada en el movimiento de esa carga. 00:00:43
¿Cuál es la velocidad de la carga por V? 00:01:02
Completamente distinto es si V, la velocidad, es perpendicular a V, el campo magnético. En ese caso el seno de theta, el seno de 90, es máximo, es igual a 1, por lo cual la influencia del campo magnético sobre la carga, es decir, la fuerza que se va a ejercer sobre esa carga, va a ser máxima. 00:01:08
Y perpendicular al campo magnético y a V, es decir, perpendicular a los dos. 00:01:25
¿Cuál es la velocidad de la carga por V? 00:01:32
Para saber el sentido adecuado de la fuerza utilizaremos la regla de la mano derecha, o la regla de los pitos izquierda, o el sacacorchos, o la regla que mejor os venga para adivinar el sentido del producto vectorial. 00:01:35
¿Cuál es la velocidad de la carga por V? 00:01:48
La fuerza que va a actuar sobre la partícula va a ser siempre perpendicular a V. 00:02:00
Como va a ser siempre perpendicular a V, lo que va a hacer va a ser curvar una trayectoria, es decir, va a ser una fuerza normal. 00:02:05
Y como fuerza normal, lo que hará será realizar una trayectoria circular. 00:02:12
Como solo tiene componente perpendicular a V, porque es el resultado de un producto vectorial, nunca va a variar el módulo de la velocidad. 00:02:17
El módulo de la velocidad va a permanecer constante, por lo cual el trabajo va a ser cero. 00:02:25
No hay cambio de energía cinética, simplemente variamos la dirección, es decir, la trayectoria. 00:02:32
¿Cuál es el movimiento de la partícula? 00:02:47
Como el movimiento de la partícula es a través de una fuerza normal, una fuerza perpendicular a la velocidad, podemos igualarlo con nuestra fórmula de la aceleración normal, V cuadrado partido por R. 00:03:04
Si igualamos esa fuerza a la fuerza producida por el campo magnético en la partícula, podemos obtener una fórmula que nos va a dar el radio de giro de la partícula. 00:03:15
A continuación vamos a ver algunos experimentos para comprender mejor este movimiento. 00:03:29
La demostración experimental puede verse utilizando un dispositivo llamado tubo de Haas fino de radiación. 00:03:34
Este es una cámara esférica verticalmente orientada que contiene gas inerte a baja presión. 00:03:41
Allí dentro está montado horizontalmente un cañón de electrones. 00:03:47
Dos bobinas llamadas bobinas Helmholtz, acomodadas como se muestra, producen un campo magnético uniforme perpendicular al cañón de electrones cuando una corriente pasa a través de ellas. 00:03:52
Cuando el cañón de electrones se enciende, uno puede ver un anillo brillante dentro de la bombilla. 00:04:04
A nivel microscópico, uno puede ver que esto se debe a la presencia del campo magnético V. 00:04:10
La fuerza magnética, FV, fuerza a los electrones a un movimiento circular como explicado anteriormente. 00:04:16
Durante este pasaje, los electrones interactúan con electrones atómicos de gas y los estimulan. Luego se desestimulan y emiten radiación. 00:04:23
Un gran número de tales interacciones a lo largo de la trayectoria circular emiten radiación individual que puede ser vista colectivamente como luz en forma de anillo a nivel microscópico. 00:04:33
Aumentando el potencial de aceleración, aumenta la velocidad de los electrones. Como resultado, el radio del anillo aumenta. 00:04:49
Aumentando la corriente en las bobinas, resulta en un aumento en el campo magnético. Consecuentemente, el radio de la trayectoria circular decrece. Estas observaciones van en concordancia con la fórmula derivada. 00:04:58
Consideremos el caso de un tubo de haces finos de radiación cátodo, CRT. Cuando no se aplica ningún potencial a sus sistemas desviadores, puedes ver un punto en el centro de su pantalla a medida que el rayo de electrones golpea la pantalla fluorescente. 00:05:13
Si colocas dos barras magnéticas enfrentando polos opuestos, como se muestra, el punto es desviado. Esto es porque cada electrón es influenciado por la fuerza magnética debido al campo magnético y es desviado de su trayectoria recta. 00:05:31
En un CRT, las barras magnéticas producen un campo magnético débil y los electrones tienen una velocidad muy alta. Por lo tanto, el radio de curvatura de los electrones es muy grande comparado con la sección transversal de los imanes. 00:05:47
Consecuentemente, la trayectoria recorrida por los electrones en el campo es un arco circular de radio R. Los electrones no quedan atrapados y pueden escapar del campo. Ellos se mueven a lo largo de una línea recta para golpear la pantalla y formar un arco. 00:06:03
Vamos ahora a realizar un experimento distinto. Vamos a lanzar el electrón con una velocidad no perpendicular a V, un ángulo theta entre campo magnético y V. De esta forma tendremos dos componentes de V, una que sea paralelo al campo magnético, la cual no va a influir nada en el movimiento, y otra que es perpendicular al campo magnético, que como ya sabemos va a crear un movimiento circular. 00:06:19
Si cogemos estas dos componentes y las hacemos trabajar a la vez en distintos ejes, veremos que el electrón, a la vez que se desplaza hacia la derecha a favor del campo magnético, además de eso va a ir produciendo un giro, una circunferencia dentro del eje perpendicular a V, de forma que producirá un movimiento helicoidal, es decir, una hélice. 00:06:44
Dependiendo de lo perpendicular o no que sea V respecto de V, vamos a conseguir que la hélice sea más alargada, más pronunciada, o que la hélice sea más circular y avance menos. 00:07:14
Subtítulos realizados por la comunidad de Amara.org 00:07:44
Idioma/s:
es
Idioma/s subtítulos:
es
Autor/es:
Santiago Jiménez
Subido por:
Santiago J.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial
Visualizaciones:
7
Fecha:
4 de noviembre de 2023 - 13:42
Visibilidad:
Clave
Centro:
CPR INF-PRI-SEC SAN IGNACIO DE LOYOLA
Duración:
07′ 55″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1280x720 píxeles
Tamaño:
318.88 MBytes

Del mismo autor…

Ver más del mismo autor

EducaMadrid, Plataforma Educativa de la Comunidad de Madrid

Plataforma Educativa EducaMadrid