Flashcards: Camp magnètic

Totes les targetes del tema

Per fer-hi una ullada ràpida o repassar-les en paper.

1. 1. En quina unitat es mesura el camp magnètic $B$ i què el crea?

   En tesles (T). El creen les càrregues en moviment, és a dir, els corrents; fins i tot el magnetisme dels imants ve del moviment de càrregues.

2. 2. Fórmula de la força de Lorentz sobre una càrrega en moviment?

   $F = qvB\sin\theta$, amb $\theta$ l'angle entre la velocitat i el camp. Si són perpendiculars, queda $F = qvB$.

3. 3. Error típic: aplicar $F = qvB$ a una càrrega que es mou paral·lela al camp. Què és el correcte?

   Si $v$ és paral·lela a $B$, $\sin\theta = 0$ i la força és zero. Només compta la component de la velocitat perpendicular al camp.

4. 4. Quina direcció té la força magnètica sobre una càrrega?

   Perpendicular alhora a la velocitat i al camp; el sentit es troba amb una regla de la mà i s'inverteix si la càrrega és negativa.

5. 5. Per què la força magnètica no fa treball sobre una càrrega?

   Perquè sempre és perpendicular a la velocitat. No canvia la rapidesa ni l'energia cinètica: només canvia la direcció del moviment.

6. 6. Quin moviment fa una càrrega que entra perpendicular a un camp magnètic uniforme?

   Un moviment circular uniforme: la força magnètica fa de força centrípeta, $qvB = mv^2/r$.

7. 7. Fórmula del radi de la trajectòria d'una càrrega dins d'un camp magnètic?

   $r = \dfrac{mv}{qB}$, quan la velocitat és perpendicular al camp.

8. 8. Si dobles la velocitat d'una càrrega dins d'un camp magnètic, què li passa al radi?

   Es dobla, perquè $r = mv/(qB)$ és proporcional a $v$. En canvi, si dobles el camp, el radi es fa la meitat.

9. 9. Quina diferència clau hi ha entre la força elèctrica i la magnètica sobre una càrrega?

   Una càrrega quieta, o que es mou paral·lela al camp, no nota cap força magnètica. La força elèctrica, en canvi, actua també sobre càrregues en repòs.

10. 10. Quina força nota un fil amb corrent dins d'un camp magnètic?

    $F = BIL\sin\theta$; si el fil és perpendicular al camp, $F = BIL$, amb $L$ la longitud del fil. És el principi del motor elèctric.

11. 11. Fórmula del camp magnètic creat per un fil recte i llarg?

    $B = \dfrac{\mu_0 I}{2\pi d}$, amb $I$ el corrent i $d$ la distància al fil, en metres.

12. 12. Quant val $\mu_0$ i quina forma ràpida té el camp d'un fil?

    $\mu_0 = 4\pi\cdot 10^{-7}\ \mathrm{T\,m/A}$, la permeabilitat del buit. Com que $\mu_0/(2\pi) = 2\cdot 10^{-7}$, queda $B = 2\cdot 10^{-7}\, I/d$.

13. 13. Com són les línies del camp magnètic d'un fil recte?

    Circumferències concèntriques al voltant del fil. Amb el polze en el sentit del corrent, els dits tancats donen el sentit del camp.

14. 14. Si et separes al doble de distància d'un fil amb corrent, com canvia el camp?

    Es fa la meitat, perquè va amb $1/d$ (no amb $1/d^2$ com el camp d'una càrrega puntual).

15. 15. Fórmula del camp magnètic al centre d'una espira circular?

    $B = \dfrac{\mu_0 I}{2R}$, amb $R$ el radi de l'espira i $I$ el corrent.

16. 16. Fórmula del camp magnètic a l'interior d'un solenoide llarg?

    $B = \mu_0 n I$, amb $n = N/L$ el nombre d'espires per metre.

17. 17. Com és el camp a l'interior d'un solenoide i per a què serveix?

    Pràcticament uniforme i independent del radi, semblant al d'un imant de barra, amb pol nord i pol sud. Amb corrent, és un electroimant que es pot engegar i aturar.

18. 18. Fórmula de la força per unitat de longitud entre dos fils paral·lels?

    $\dfrac{F}{L} = \dfrac{\mu_0 I_1 I_2}{2\pi d}$, que equival a $2\cdot 10^{-7}\, I_1 I_2/d$, amb $d$ la separació en metres.

19. 19. Quan s'atrauen i quan es repel·leixen dos fils paral·lels amb corrent?

    Corrents en el mateix sentit: s'atrauen. En sentits contraris: es repel·leixen. És al revés que amb les càrregues, on igual repel·leix igual.

20. 20. D'on surt la força entre dos fils paral·lels amb corrent?

    Cada fil crea un camp magnètic al lloc on és l'altre, i aquest, com que porta corrent, hi nota una força $F = BIL$.