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EM2011
Serie de Problemas 02
-Aplicaciones-
G 9NL19TATIANA
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
Para comenzar, hay que tener en cuenta que el espectrómetro de masas es un dispositivo que permite
hallar la relación carga/masa de una molécula o muestra de cierto elemento.
B
3.
F
Los iones positivos se aceleran se
aceleran
buscando
planos
equipotenciales menores, ya que
son sometidos a un campo
eléctrico generado dentro de una
placa positiva y una negativa.
Traspasan la placa (-).
Ley de Coulomb
4.
r
-
qv
2.
+
1.
E
Una muestra a analizar se
introduce, y se ioniza con
un haz de electrones
Los iones son sometidos a un
campo magnético, que por la
Fuerza de Lorentz, genera
una
desviación
en
la
trayectoria de las partículas
perpendicularmente
al
campo magnético y a la
velocidad con la que venían:
3.
B
F
Fuerza de Lorentz
4.
r
qv
En consecuencia, los iones
que describan un radio con
curvatura mayor van a tener
una relación carga/masa
menor que los que describen
una radio de curvatura
menor.
2.
+
1.
E
Al final del recorrido
hay
una
placa
detectora sobre la
cual
chocan
los
electrones.
Éste
choque genera una
corriente
inducida,
que es proporcional al
número de iones. Ésta
proporción junto con
el punto al que llegan
los electrones en la
placa,
permite
determinar
si
la
muestra evaluada se
compone de distintos
elementos químicos o
de
los
mismos
isotopos.
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
N
S
El Magnetrón se
conforma por
dos imanes que
crean un campo
magnético en el
tubo hueco
ubicado en su
interior
De éste modo hay un cambio en el
campo eléctrico y por ende se genera
una onda electromagnética. En
consecuencia, al variar rápidamente
se generan las microondas.
Por éste filamento pasa una corriente muy alta (proveniente del transformador y la
capacitancia) que al calentarse emite electrones (Ley de Richardson) .El
campo magnético hace que los electrones se desplacen rápidamente
alrededor de los compartimentos del tubo en forma de U, en varias
direcciones (ver imagen). Hay un campo magnético generado por el
movimiento de los electrones, que se suma al campo magnético de los
imanes, generando que los electrones sigan en continuo movimiento.
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.
Las Baterías son un elemento indispensable para el funcionamiento de los
carros. Sin embargo su alto efecto contaminante es uno de los perjuicios
mas graves para el medio ambiente.
El reemplazo de las baterías, podría ser un mecanismo para contrarrestar
estos efectos secundarios. Asumamos que ahora la energía necesaria para
el funcionamiento del carro va a ser almacenada en un circuito de
capacitancias conectadas en paralelo. Ésta energía va a ser necesaria para
encender el motor.
Mientras el carro esté en marcha, las llantas van a funcionar como rotor,
en cuyo eje se va a ubicar un imán permanente (de neodimio
preferiblemente que tiene un campo magnético mas fuerte). Al variar el
movimiento de las llantas, el campo magnético varía y genera una fem,
que va a circular por el estator (compuesto por unas bobinas por las
cuales va a circular la corriente) ubicado cerca al rotor, de modo que la
corriente pueda ser alimentada al motor, radio, a la carga nuevamente de
las capacitancias y demás elementos del vehículo.