Desarrollo de las dos Leyes de Kirchoff.pptx

Presentacion de teoria fundamental de las leyes de Kirchhoff para estudiantes del nivel secundario de educacion básica regular

1. Leyes de Kirchhoff, Campo Magnético y Fuerza Magnética Conceptos y ejercicios prácticos

2. ¿Qué son las Leyes de Kirchhoff? • Son reglas para analizar circuitos eléctricos complejos. • La Ley de Nodos: suma de corrientes en un nodo es cero. • La Ley de Mallas: suma de diferencias de potencial en un lazo es cero. • Permiten calcular corrientes y voltajes en circuitos con múltiples fuentes.

3. Ejemplo práctico: Ley de Kirchhoff en un circuito • Circuito con dos resistencias y dos fuentes de voltaje. • Aplicar Ley de Nodos para corrientes en puntos clave. • Usar Ley de Mallas para encontrar tensiones en cada lazo. • Resolver sistema de ecuaciones para hallar corrientes desconocidas.

4. ¿Qué es el Campo Magnético? • Región alrededor de un imán o corriente eléctrica. • Genera fuerzas sobre cargas en movimiento. • Se representa con líneas de campo magnético. • La intensidad depende de la corriente y la distancia.

5. Regla de la Mano Derecha para el campo magnético • Dedos indican dirección de la corriente. • Pulgar apunta dirección del campo magnético alrededor. • Permite determinar orientación del campo en conductores. • Útil para resolver problemas de campo magnético.

6. Cálculo del Campo Magnético: Ley de Biot-Savart • El campo magnético creado por un conductor depende de: • La corriente que circula. • La distancia al punto donde se mide. • Se usa fórmula: $B = \frac{\mu_0 I}{2 \pi r}$. • $\mu_0$ es la permeabilidad magnética del vacío.

7. Ejercicio: Campo magnético en un punto cercano • Un conductor con corriente de 9 A. • Calcular campo magnético a 3 m de distancia. • Aplicar fórmula de Biot-Savart para obtener $B$. • Interpretar resultado y dirección usando regla de mano derecha.

8. Fuerza Magnética sobre una carga en movimiento • Carga eléctrica $q$ con velocidad $v$ en campo magnético $B$. • La fuerza: $F_m = q v B \sin \theta$. • La fuerza es perpendicular a $v$ y $B$. • Dirección se determina por regla de la mano derecha.

9. Ejemplo de cálculo de fuerza magnética • Carga: 2 C, velocidad: 20 m/s, campo: 50 T, ángulo: 37°. • Calcular fuerza magnética $F_m$. • Aplicar fórmula y evaluar sen(37°) ≈ 0.6. • Resultado: $F_m = 120 N$.

10. Fuerza magnética sobre un conductor con corriente • Conductor de longitud $L$ en campo magnético $B$. • Corriente $I$ circula por el conductor. • Fuerza magnética: $F_m = I L B \sin \theta$. • Dirección perpendicular a $I$ y $B$.

11. Ejercicio: Fuerza magnética en conductor • Corriente: 5 A, longitud: 0.5 m, campo magnético: 0.6 T. • Ángulo entre $I$ y $B$ es 30°. • Calcular fuerza magnética $F_m$. • Resultado: $F_m = 0.75 N$.

12. Diagrama de cuerpo libre en fuerza magnética • Identificar fuerzas actuando sobre conductor. • Considerar peso, tensión y fuerza magnética. • Analizar equilibrio o movimiento resultante. • Fundamental para resolver problemas prácticos.

13. Problema: Fuerza magnética en alambre doblado • Alambre con resistencia 9 Ω, voltaje 36 V. • Campo magnético 2.5 T aplicado. • Calcular fuerza magnética total sobre segmentos. • Suma de fuerzas en segmentos vertical y horizontal.

14. Ejercicios para resolver en clase: Leyes de Kirchhoff • Calcular corrientes en circuitos con múltiples fuentes. • Analizar diagramas de nodos y mallas. • Aplicar sistema de ecuaciones para soluciones. • Refuerzo con ejemplos cotidianos, como lámparas y resistencias.

15. Aplicaciones cotidianas de la fuerza magnética • Motores eléctricos y generadores. • Dispositivos de almacenamiento magnético. • Equipos médicos como resonancia magnética. • Influencia en circuitos electrónicos sensibles.

16. Resumen: Conceptos clave y preparación práctica • Leyes de Kirchhoff permiten análisis de circuitos complejos. • Campo magnético generado por corriente y cargas en movimiento. • Fuerza magnética actúa perpendicular a velocidad y campo. • Importancia de diagramas y regla de la mano derecha. • Preparar ejercicios para aplicar teoría y resolver problemas.

17. Conclusión y siguiente paso • Refuerza la comprensión con ejercicios prácticos. • Realiza diagramas y usa reglas para resolver problemas. • Practica problemas de fuerza magnética y circuitos. • Consulta dudas y prepara preguntas para la próxima clase.

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