Semana 7

SEMANA 7

         

Interacción Electromagnética.

La interacción electromagnética es la interacción que ocurre entre las partículas con carga eléctrica. Desde un punto de vista macroscópico y fijado un observador, suele separarse en dos tipos de interacción, la interacción electrostática, que actúa sobre cuerpos cargados en reposo respecto al observador, y la interacción magnética, que actúa solamente sobre cargas en movimiento respecto al observador.
Las partículas fundamentales interactúan electromagnéticamente mediante el intercambio de fotones entre partículas cargadas. La electrodinámica cuántica proporciona la descripción cuántica de esta interacción, que puede ser unificada con la interacción nuclear débil según el modelo electro débil.

Interacción Electromagnética entre Conductores Rectilíneos.

Un conductor es un hilo o alambre por el cual circula una corriente eléctrica. Una corriente eléctrica es un conjunto de cargas eléctricas en movimiento. Ya que un campo magnético ejerce una fuerza lateral sobre una carga en movimiento, es de esperar que la resultante de las fuerza sobre cada carga resulte en una fuerza lateral sobre un alambre por el que circula una corriente eléctrica.

La experimentación con conductores dispuestos paralelamente pone de manifiesto que éstos se atraen cuando las corrientes respectivas tienen el mismo sentido y se repelen cuando sus sentidos de circulación son opuestos. Además, esta fuerza magnética entre corrientes paralelas es directamente proporcional a la longitud del conductor y al producto de las intensidades de corriente e inversamente proporcional a la distancia "r" que las separa, dependiendo además de las características del medio.

Atracción o Repulsión entre Conductores con Corriente.

Cada uno de los conductores  tendrá su campo magnético y la interacción entre ambos hará que aparezcan fuerzas de atracción o repulsión dependiendo del sentido en el que circulen las corrientes. Si la corriente circula en sentido contrario los conductores se repelen, por el contrario si circula en el mismo sentido se atraerían.

SEMANA7 SESIÓN 19	Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS
contenido temático	5.13 Interacción electromagnética.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Representa con dibujos o diagramas el campo magnético producido por dipolos magnéticos: imán, espira y bobina. Procedimentales ·       Realiza actividades experimentales. ·       Presentación en equipo Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: -           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Presentación de la información recabada en la indagación bibliográfica. -          De laboratorio: Batería de 9 volts, alambre magneto, brújula,  limadura de hierro
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA                     El Profesor  hace la presentación de las pregunta: Preguntas ¿Quién descubrió la relación entre un campo magnético y uno eléctrico? ¿Cómo son las líneas de fuerza en un campo magnético de un conductor con corriente eléctrica? ¿Cuál es la regla que determina el sentido de las líneas de fuerza en un conductor recto? ¿Qué es un solenoide? ¿Cómo es el esquema de un campo magnético de una corriente circular? ¿Cómo es el esquema del campo magnético de la corriente rectilínea en un plano perpendicular al conductor? Equipo 1 5 6 4 3 2 Respuesta Electricidad y magnetismo se habían investigado como campos distintos de la física, hasta que en 1820 el danés Hans Christian Oersted, descubrió que existía relación entre ambos.    Una corriente eléctrica que viaja a lo largo de un alambre conductor produce un campo magnético concéntrico. La fuerza magnética siempre es perpendicular a la trayectoria de la partícula. Por tanto el trabajo efectuado por la fuerza magnética es siempre cero y la energía cinética se conserva. La fuerza magnética siempre es perpendicular a la trayectoria de la partícula. Por tanto el trabajo efectuado por la fuerza magnética es siempre cero y la energía cinética se conserva. El sentido en que giran las líneas de campo se determina por la ley de la mano derecha: si se agarra el conductor con la mano derecha y el pulgar en el sentido de la corriente, el resto de los dedos marca el sentido de las líneas de campo. También se puede aplicar la regla del sacacorchos, según la cual las líneas de campo girarían el mismo sentido que un sacacorchos que avance con la corriente. Un solenoide se define como una bobina de alambra, normalmente con la forma de un cilindro largo, que al transportar una corriente se asemeja a un imán de modo que un núcleo móvil es atraído a la bobina cuando fluye una corriente. Una definición más sencilla es que un solenoide es una bobina y un núcleo de hierro móvil usados para convertir energía eléctrica en energía mecánica. Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras: -          Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas. FASE DE DESARROLLO               Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor: Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes: -          Conectar un alambre de cobre a los bornes de una batería de 9 volts y acercarla a una brújula.         Fuerza magnética sobre un conductor rectilíneo http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_magnetico/varilla/varilla.htm Graficar Campo magnético Y velocidad de la varilla. Observaciones: Equipo  Campo magnético en Gauss Velocidad de la varilla a  los  50 centímetros de recorrido m/seg. 1 100 8.1 m/s 2 200 11.6 m/seg 3 300 14.1m/s 4 400 16.3 m/s 5 500 18.2 m/s 6 600 19.9 m/s Anotar sus observaciones: Conclusiones: al aumentar el campo magnético, la velocidad aumenta de forma proporcional. FASE DE CIERRE     Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                     Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma .  Se les sugiere que abran una carpeta  nombrada Física 2;  en la cual almacenaran su información, se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente clase en USB.                Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el                   programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido: Resumen de la Actividad.
Referencias	Fuerza magnética sobre un conductor rectilíneo http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_magnetico/varilla/varilla.htm

 

SEMANA7 SESIÓN 20	Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS
contenido temático	5.14 Interacción electromagnética  entre conductores  rectilíneos. 5.15 Atracción o repulsión entre conductores con corriente.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Describe la fuerza de atracción o de repulsión que se observa entre dos conductores con corriente eléctrica constante, y establece la dependencia de la fuerza de interacción magnética entre los conductores con su separación. Procedimentales ·       Elaboración de indagaciones bibliográficas. ·       Presentación en equipo Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: -           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Indagaciones bibliográficas de los temas. -          De laboratorio: -          Baterías de 9 volts, alambre magneto, regla de madera 30 cm.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA                 El Profesor  hace la presentación de las pregunta: Preguntas ¿Qué ocurre a un conductor rectilíneo al pasar corriente eléctrica? ¿En electromagnetismo en qué consiste la Ley del pulgar derecho? ¿Qué les ocurre a dos conductores rectilíneos al pasar corriente eléctrica en el mismo sentido? ¿Qué les ocurre a dos conductores rectilíneos al pasar corriente eléctrica en diferente sentido? ¿En qué consiste la Ley Ampere? ¿Cómo se define la Ley de Gauss? Equipo 4 6 2 5 3 1 Respuesta En el caso de un hilo conductor rectilíneo se crea un campo magnético circular alrededor del hilo y perpendicular a él. Si un cable conductor está en un campo magnético, se ejerce una fuerza sobre el cable de una magnitud dada por la siguiente fórmula: F = iBLsenα Donde: i = corriente que circula por el cable B = campo magnético L = longitud del cable α = ángulo entre la dirección de la corriente y la dirección del campo magnético Cuando las corrientes circulan en el mismo sentido, la fuerza es atractiva. La ley de Ampere establece que para cualquier trayecto de bucle cerrado, la suma de los elementos de longitud multiplicada por el campo magnético en la dirección de esos elementos de longitud, es igual a la permeabilidad multiplicada por la corriente eléctrica encerrada en ese bucle. Para el Teorema de Gauss, véase Teorema de la divergencia. En física la ley de Gauss, también conocida como teorema de Gauss, establece que el flujo de ciertos campos a través de una superficie cerrada es proporcional a la magnitud de las fuentes de dicho campo que hay en el interior de dicha superficie. Dichos campos son aquellos cuya intensidad decrece como la distancia a la fuente al cuadrado. La constante de proporcionalidad depende del sistema de unidades empleado. Se aplica al campo electrostático y al gravitatorio. Sus fuentes son la carga eléctrica y la masa, respectivamente. También puede aplicarse al campo magnetostático Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras: -          Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas. FASE DE DESARROLLO               Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor: -          Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes: -          Cortar  10 cm de alambre magneto y alinear el alambre  cada tramo. -          Quitar el barniz  al extremo de cada alambre y conectar a los polos de la batería. -          Acercar las secciones rectas de los alambres  y medir las distancias de atracción o repulsión de los alambres. -          Tabular y graficar los datos. Escribir los cambios observados. -          En equipo  los alumnos discuten y obtiene conclusiones. -          Consultar la página: -          http://www.unizar.es/icee04/electricidad/temas/practica3/simumag.htm Ley   Ampere -          http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_magnetico/varilla/varilla.htm Equipo Posición en grados Un cable x Un cable y Dos  cables x Dos cables y 1 0 0 +2.28 0 +2.93 2 45 +2.41 +2.18 +2.59 +1.98 3 90 +2.62 +0.09 +2.18 +0.03 4 135 +1.29 -1.60 +1.18 -2.25 5 180 -0.9 -2.28 0 -3.1 6 225 -1.91 -1.95 -2.29 -2.25                                                                                                           Conclusiones: FASE DE CIERRE     Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                     Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma .  Se les sugiere que abran una carpeta  nombrada Física 2;  en la cual almacenaran su información, se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente clase en USB.                Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el                   programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.