Fisika: Magnetismoa eta Elektrizitatea, Oinarrizko Kontzeptuak

Magnetismoaren Oinarriak eta Iturriak

Iturri Magnetikoak

Imana: Magnetita (Fe₃O₄, burdin(II, III) oxidoa), kobaltoa eta nikela ere. Mota desberdineko poloak erakarri, eta berdinak aldaratu. Imanen poloak zatiezinak dira.

Magnetismo Naturalaren Azalpena

Atomo baten nukleoan biraka dabilen elektroia korronte baten baliokidea da (iman baten efektua sortzen du). Horrela sortzen dira dipolo magnetikoak. Dipoloak norantza berean antolatu behar dira.

Eremu Magnetikoa (B)

Kargaren higidurarekin sortzen da. Abiaduraren (v) eta kargaren (q) proportzionala da. Eremu-lerroak iparretik hegora doaz, eta lerro jarraiak dira (bukaera eta hasiera gabe).

Eremu Magnetikoaren Aplikazioak

Masa Espektrometroa (1919)

Elementu kimikoen isotopoak determinatzeko asmatua. Zatiak eta prozesua:

1. Ionizazio Ganbara: Atomoak eta isotopoak ionizatu.
2. Azelerazioa: Ioiak potentzial elektrikoaz azeleratu.
3. Desbideratzea: Ioiak eremu magnetiko perpendikularrean (B perp) sartu.
4. Neurria: Erradioa neurtu.

Ziklotroia (1930)

Protoiak eta deutroiak (hidrogeno nukleoak) azeleratzeko erabiltzen da, medikuntzan aplikazioak ditu. Bi ontzi metaliko erdizirkularrez osatua dago (B perp). Potentzial diferentzia sortu eta ioiak barnetik higitzen dira, aldenduz.

Materiaren Portaera Eremu Magnetikoan

Eremu magnetiko batean sartzean, substantzia batzuen dipoloak orientatzen dira:

Substantzia Paramagnetikoak

Imanek era ahulean erakarri (Adibidez: Al, Pt). Barruko eremua kanpokoa baino handiagoa da (B_barruan > B_kanpoan). Materiaren dipolo batzuk eremu magnetikoarekin orientatzen dira (norantza bera).

Substantzia Diamagnetikoak

Aurrekoaren kontrakoa (Adibidez: Hg, Ag, Cu). Dipoloak kanpoko eremuaren kontrako norantzan orientatzen dira.

Substantzia Ferromagnetikoak

Barruko eremua kanpokoa baino askoz handiagoa da (B_barruan >> B_kanpoan). Barruti magnetikoz osatuak daude. Barruti hauek kanpoko indar batekin orientatzen dira. Norabideak kontserbatuz gero, metala imantatzen da (Adibidez: Fe, Co, Ni + aleazioak).

Karga Elektrikoa eta Lege Nagusiak

Karga Elektrikoaren Oinarriak

Atomoen geruza elektroiz (-) osatuta dago, eta atomoen nukleoa protoiz (+) eta neutroiz (kargarik ez) osatuta.

Propietateak

• Karga elektrikoa konstante irauten du transferentzian.
• Oinarrizko unitatea kargan: |e| = 1.6 · 10⁻¹⁹ C.

Elektrizazioa

Gorputzek karga elektrikoa lortzeko prozesua.

Coulomb-en Legea

Bi karga elektriko puntualen arteko erakarpen- edo aldarapen-indarra bi kargen biderkaduraren zuzenki proportzionala da, eta bien arteko distantziaren karratuaren alderantziz proportzionala.

Eremu Elektrikoa eta Potentziala

Eremu Elektrikoa

Gorputz batek karga elektrikoa izateagatik sortzen duen perturbazioa da (eremu zentrala da, norantza q-ren arabera).

Intentzitatea (E)

Espazioko puntu batean eremua jarriz gero, karga positiboaren unitateak jasango lukeen indarra.

Energia Potentzial Elektrikoa (E_p)

q kargak espazioko puntu batean duen energia potentzial elektrikoa, eremu elektrikoak karga hori puntu horretatik infinituraino eramateko burutu behar duen lana da.

Potentzial Elektrikoa (V)

Espazioko puntu bateko potentzial elektrikoa, eremu elektrikoak karga positibo unitatea puntu horretatik infinituraino eramatean buruturiko lana da.

Eremu-Lerroak

• E bektorea eremu-lerroen tangentea izan behar da.
• Eremu-lerroen dentsitatea eremu elektrikoaren moduluaren proportzionala da (eremu-lerroak gero eta estuagoak, orduan eta eremu elektriko bortitzagoa).

Gainazal Eki-potentzialak

W = 0. Lana nulua da edozein puntutik edozein puntura q karga garraiatzean.

Fluxu Elektrikoa (Φ)

Gainazal hori zeharkatzen duten eremu-lerroen kopurua da. Eremua laua bada: Φ = E · S. Eremua edonolakoa bada: Φ = ∫(E · dS).

Gauss-en Ekuazioa

Φ = ∫(E · dS) = Q / ε₀