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EM2011
Serie de Problemas 02
-Aplicaciones-
G 10NL32 PIERRE
Universidad Nacional de Colombia
Depto de Física
Mayo 2011
Aplicaciones
1. Dibuje un esquema que ilustre el principio de funcionamiento
de un espectrómetro de masas y explicite dónde están las
leyes de Maxwell
Aplicaciones
El espectrómetro de masas consiste inicialmente en la ionización de las
muestras por bombardeo de electrones, la segunda etapa consiste en la
aceleración de los iones por un campo magnético. Seguido de esto se
dispersan los iones según la relación carga/masa. Por ultimo se detectan
los iones por medio de la energía emitida. El espectrómetro de masas
obedece las siguientes leyes de Maxwell:
• Ley de Coulomb: Al aplicar un campo eléctrico para acelerar los
electrones, del cañón de electrones, y así lleguen al campo magnético con
una velocidad definida.
• Ley de Gauss: el flujo de campo magnético presente en el dispositivo
siempre es cero.
• Ley de Ampere: El campo magnético en el espectrómetro de masas se
obtiene al circular una corriente así.
• Ley de Ohm: Debido a que circula una corriente en el mecanismo para
producir el campo magnético, se debe cumplir la ley de ohm por la cual se
aplica un potencial eléctrico a un conductor y así se genera una corriente.
Aplicaciones
2.Dibuje un esquema que ilustre el principio de
funcionamiento de un magnetrón (el corazón
de un horno de microondas) de masas y
explicite dónde están las leyes de Maxwell
• El magnetrón es un dispositivo que transforma la energía eléctrica y
electromagnética en forma de microonda y consiste en un filamento
de titanio que se conecta a una fuente DC y así emite electrones
que son transmitidos a un ánodo cilíndrico por atracción. En sus
extremos hay dos potentes electroimanes que hace que los
electrones viajen en forma circular o de remolino hacia el ánodo,
por efecto del campo magnético de los electroimanes. Esta
interacción entre electrones y campo magnético causa un campo
electromagnético que produce una frecuencia determinada
causante de las ondas electromagnéticas. Se pueden ver las
siguientes leyes de Maxwell:
• Ley de Ohm: Cuando la corriente eléctrica en el cable debe provenir
de un potencial, así el cable también tendrá una resistencia
• Fuerza de Lorentz: cuando los electrones llegan al final de su
recorrido en las aspas estos se desvían para formar un recorrido en
U debido al imán detrás de las aspas.
• Ley de Gauss: el flujo de campo magnético presente en el
dispositivo empre es cero (campo magnético B).
Diseño
Basado en la Leyes del electromagnetismo y
resto de información que Usted ha aprendido
en este curso de física diseñe un dispositivo,
aparato, sistema, etc.
PISTA: dele rienda suelta a su imaginación sin MAP.
GENERADOR DE TENSIÓN
Iman
Iman
ALMACENA ENERGÍA