Electrodinámica y Magnetismo
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Flashcards de electrodinámica y magnetismo basados en las notas de la conferencia.
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¿Qué tienen las cargas eléctricas?
Energía potencial.
¿Qué es ( \Delta U )?
Cambio en energía potencial, ( UB - UA ).
¿Qué es potencial eléctrico (V)?
Energía potencial por unidad de carga, ( \Delta V = -\int_A^B \vec{E} \cdot d\vec{s} ).
¿Cómo se calcula el trabajo realizado por una carga que se mueve a través de una diferencia de potencial?
(W = q\Delta V)
¿Cuál es la fórmula para la energía potencial (U) de una carga puntual?
( U = k \frac{q q_0}{r} )
¿Cómo se calcula el potencial eléctrico para una distribución continua de carga?
( V = k \int \frac{dq}{r} )
¿Qué estudia la electrodinámica?
El estudio de cargas eléctricas en movimiento.
¿Qué es un conductor?
Una sustancia a través de la cual los electrones fluyen con facilidad.
¿Qué es un aislante?
Un material que no admite flujo de electrones.
¿Qué es un semiconductor?
Un material que bajo algunas condiciones se comporta como aislante y en otras como conductor.
¿Qué unidad se usa para medir la corriente eléctrica y cuál es su definición?
Amperio (A), donde 1 A = 1 C/s.
¿Qué ocurre con la resistencia de un material a medida que disminuye la temperatura?
La resistencia disminuye.
¿Qué es la superconductividad?
La propiedad de algunos materiales de no presentar resistencia por debajo de una temperatura crítica (T_c).
¿Qué es un circuito eléctrico?
Un conjunto de elementos conectados entre sí por el que circula una corriente eléctrica.
¿Cómo afecta un aumento en la resistencia eléctrica a la corriente eléctrica en un circuito?
Produce una corriente eléctrica reducida.
¿Cuál es la Ley de Ohm?
(V = RI), donde (V) es el voltaje, (R) es la resistencia, e (I) es la corriente.
¿Cómo se calcula la resistencia total en un circuito en serie?
La resistencia total es la suma de las resistencias individuales: (R = R1 + R2 + …).
¿Cómo es la corriente en cada elemento de un circuito en serie?
La corriente es la misma a través de cada elemento y es igual a la corriente total del circuito.
¿Cómo se relaciona el voltaje total en un circuito en serie con los voltajes de cada elemento?
La suma de los voltajes de cada elemento es igual al voltaje total del circuito.
¿Cómo se conecta cada elemento en un circuito en paralelo?
Todos los elementos del circuito se conectan a lo largo del mismo conductor.
¿Cómo se relaciona la corriente total en un circuito en paralelo con las corrientes de cada elemento?
La suma de las corrientes a través de cada elemento es igual a la corriente total del circuito.
¿Cómo es el voltaje en cada elemento de un circuito en paralelo?
El voltaje es el mismo en cada elemento y es igual al voltaje total del circuito.
¿Cómo se calcula la resistencia total en un circuito en paralelo?
La resistencia total es el inverso de la suma de los recíprocos: [ \frac{1}{R} = \frac{1}{R1} + \frac{1}{R2} + \frac{1}{R_3} + … ]
¿Qué es potencia eléctrica (P)?
La cantidad de trabajo realizado por unidad de tiempo: (P = \frac{W}{t}), con unidad en vatios (Watt) (J/s).
¿Cómo se calcula la potencia eléctrica en términos de voltaje y corriente?
(P = V \cdot I).
¿Cómo se calcula la potencia eléctrica usando la Ley de Ohm?
(P = R \cdot i^2).
¿Cómo se calcula la energía consumida conociendo la potencia y el tiempo?
Energía = (P \cdot t).
¿Cuál es la principal utilidad técnica del magnetismo?
Sistemas mecánicos para manejo de industria pesada, motores, altavoces, sistemas de enfriamiento…
¿Qué descubrió Oersted en 1819?
Cómo las variaciones en una corriente eléctrica afectan a una brújula (produce un campo magnético).
¿Qué dedujo Ampère alrededor de 1800?
Las leyes de las fuerzas magnéticas entre conductores, y la interpretación microscópica del origen del magnetismo.
¿Qué descubrieron Faraday y Henry alrededor de 1850?
Cómo se produce una corriente eléctrica por el movimiento de un imán (produce un campo eléctrico).
¿Qué hizo Maxwell en la teoría del electromagnetismo?
Unificación total a través de las Leyes de Maxwell.
¿Cuál es la diferencia fundamental entre cómo el campo eléctrico y el campo magnético interactúan con las cargas?
El campo eléctrico ejerce una fuerza sobre cualquier carga, esté en reposo o en movimiento, mientras que el campo magnético solo actúa sobre cargas en movimiento.
¿Hacia dónde es perpendicular la fuerza magnética?
Siempre perpendicular al plano que forman (v) y (B), con su dirección dada por la regla de la mano derecha.
¿Qué ocurre si una partícula se mueve paralela al campo magnético?
La fuerza magnética es cero.
¿Cuál es la fórmula general de la fuerza magnética sobre una carga en movimiento?
(\vec{F} = q(\vec{v} \times \vec{B}))
¿Cómo se calcula el módulo de la fuerza magnética?
(|F_B| = |q|vB \sin \theta)
¿En qué se diferencia la fuerza magnética de la eléctrica en términos de trabajo?
La fuerza eléctrica realiza trabajo al desplazar la carga, mientras que la fuerza magnética NO realiza trabajo porque es perpendicular a la trayectoria.
¿En qué terminan y comienzan las líneas de campo magnético?
Nunca tienen extremos. Se cierran sobre sí mismas formando espiras cerradas.
¿Qué significa una alta densidad de líneas de campo magnético?
Campo magnético intenso.
¿Qué significa una baja densidad de líneas de campo magnético?
Campo magnético débil.
¿Qué define el flujo magnético?
( \Phi_B = \int \vec{B} \cdot d\vec{s} )
¿Cuál es la unidad del flujo magnético?
Weber (Wb), donde 1 Wb = T\cdot m^2.
¿Cómo se calcula el flujo magnético (\Phi_B) si la superficie es plana y (B) es uniforme?
(\Phi_B = B \cdot A = BA \cos \phi)
¿Qué dice la Ley de Gauss para el magnetismo?
( \oint \vec{B} \cdot d\vec{s} = 0 ). El flujo a través de cualquier superficie cerrada es nulo.
¿Qué ocurre cuando una partícula cargada se mueve en un campo magnético uniforme perpendicular?
Describe un movimiento circular uniforme.
¿Cómo se calcula el radio de la trayectoria circular de una carga en un campo magnético uniforme perpendicular?
(R = \frac{mv}{|q|B}).
¿Cómo se calcula la frecuencia angular ((\omega)) de un movimiento circular en un campo magnético?
(\omega = \frac{v}{R} = \frac{|q|B}{m})
¿Cómo se calcula la frecuencia lineal ((f)) y el período ((T)) de un movimiento circular en un campo magnético?
(f = \frac{1}{T} = \frac{|q|B}{2\pi m})
¿Qué ocurre si la velocidad de la carga no es perpendicular al campo magnético?
La carga describe un movimiento helicoidal.
¿Qué es un selector de velocidad?
Dispositivo que permite seleccionar partículas de un haz con una velocidad determinada, utilizando campos eléctricos y magnéticos perpendiculares.
¿Qué condición deben cumplir las partículas que no se desvían en un selector de velocidad?
(v = \frac{E}{B})
¿Qué mide el experimento de Thomson?
La relación carga-masa (\frac{e}{m}) del electrón.
¿Qué demuestra el experimento de Thomson sobre las partículas medidas?
Que las partículas son un componente común de la materia (electrones).
¿Qué mide un espectrómetro de masas?
Masas atómicas, moleculares, iónicas…