Download Grupo Nro 5 v2 - Electromagnetismo

Integrantes:
 Juan Cardena
 Federico Lapp
 Pablo Sciancalepore
Profesor Titular: Lic. Carlos Vallhonrat
Profesor Adjunto: Lic. Enrique Cingolani
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Almacenamiento magnético
Campo magnético
Campo eléctrico
Ley de Faraday
Ecuaciones de Maxwell
Ley de Gauss
Ley de Ampère-Maxwell
Ferromagnetismo
Dispositivos magnéticos
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Los dispositivos de almacenamiento por
medio magnético permiten administrar una
gran densidad de información, o sea,
almacenar una gran cantidad de datos en un
pequeño espacio físico
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La lectura y grabación de la información en un
dispositivo de almacenamiento por medio
magnético se da por la manipulación de
partículas magnéticas presentes en la superficie
del medio magnético
Para la grabación, el cabezal de lectura y
grabación del dispositivo genera un campo
magnético que magnetiza las partículas
magnéticas, representando así dígitos binarios
(bits) de acuerdo a la polaridad utilizada
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Para la lectura, el cabezal de lectura y grabación genera un
campo magnético, que cuando entra en contacto con las
partículas magnéticas del medio verifica si esta atrae o repele
al campo magnético, sabiendo así si el polo encontrado en la
molécula es positivo o negativo
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Como ejemplo de dispositivos de almacenamiento por medio
magnético, podemos citar los Discos Rígidos (también conocidos
con HDs, hard disks o discos duros), los Disquetes (también
conocidos como discos flexibles o floppy disks), los Tape
Backups, las cintas DAT, entre otros
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El campo magnético es el efecto sobre una región del espacio en
la que una carga eléctrica puntual de valor q, que se desplaza a
una velocidad V, experimenta los efectos de una fuerza que es
perpendicular y proporcional tanto a la velocidad v como al
campo B. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la
siguiente ecuación:
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Si bien algunos materiales magnéticos han sido conocidos
desde la antigüedad, como por ejemplo el poder de atracción
que sobre el hierro ejerce la magnetita, no fue sino hasta el
siglo XIX cuando la relación entre la electricidad y el
magnetismo quedó plasmada, pasando ambos campos de ser
diferenciados a formar el cuerpo de lo que se conoce como
electromagnetismo.
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El campo eléctrico es un campo físico que es representado
mediante un modelo que describe la interacción entre
cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.
Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el
cual una carga eléctrica puntual de valor sufre los efectos de
una fuerza eléctrica F dada por la siguiente ecuación:
La idea de campo eléctrico fue propuesta por Faraday al
demostrar el principio de inducción electromagnética en el
año 1832
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Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas
eléctricas como en campos magnéticos variables
Las primeras descripciones de los fenómenos eléctricos,
como la ley de Coulomb, sólo tenían en cuenta las cargas
eléctricas, pero las investigaciones de Michael Faraday y los
estudios posteriores de James Clerk Maxwell permitieron
establecer las leyes completas en las que también se tiene en
cuenta la variación del campo magnético
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La Ley de Faraday establece que el voltaje
inducido en un circuito cerrado es
directamente proporcional a la rapidez con
que cambia en el tiempo el flujo magnético
que atraviesa una superficie cualquiera con
el circuito como borde:
Donde E es el campo eléctrico, dl es el
elemento infinitesimal del contorno C, B es
la densidad de campo magnético y S es una
superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las
direcciones del contorno C y de dA están
dadas por la regla de la mano derecha
Michael Faraday
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La formulación consiste en cuatro ecuaciones
diferenciales vectoriales que relacionan el campo
eléctrico, el campo magnético y sus respectivas
fuentes materiales (corriente eléctrica,
polarización eléctrica y polarización magnética),
conocidas como ecuaciones de Maxwell
El aspecto más importante del trabajo de
Maxwell en el electromagnetismo es el término
que introdujo en la ley de Ampère; la derivada
temporal de un campo eléctrico, conocido como
corriente de desplazamiento
James Clerk Maxwell
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El trabajo que Maxwell publicó en
1865, A Dynamical Theory of the
Electromagnetic Field, modificaba la
versión de la ley de Ampère con lo
que se predecía la existencia de
ondas electromagnéticas
propagándose, dependiendo del
medio material, a la velocidad de la
luz en dicho medio. De esta forma
Maxwell identificó la luz como una
onda electromagnética, unificando
así la óptica con el
electromagnetismo
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Exceptuando la modificación a la ley de Ampère, ninguna de
las otras ecuaciones era original. Lo que hizo Maxwell fue
reobtener dichas ecuaciones a partir de modelos mecánicos e
hidrodinámicos usando su modelo de vórtices de líneas de
fuerza de Faraday
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La ley de Gauss explica la relación entre el flujo del campo eléctrico
y una superficie cerrada. Se define como flujo eléctrico ( ) a la
cantidad de fluido eléctrico que atraviesa una superficie dada.
Análogo al flujo de la mecánica de fluidos, este fluido eléctrico no
transporta materia, pero ayuda a analizar la cantidad de campo
eléctrico ( ) que pasa por una superficie
Se aplica al campo electrostático y al gravitatorio. Sus fuentes son la
carga eléctrica y la masa, respectivamente. También puede aplicarse
al campo magnetostático, aunque dicha aplicación no es de tanto
interés como las dos anteriores
Matemáticamente se expresa como :
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Experimentalmente se llegó al resultado de que los campos
magnéticos, a diferencia de los eléctricos, no comienzan y terminan
en cargas diferentes. Esta ley primordialmente indica que las líneas
de los campos magnéticos deben ser cerradas. En otras palabras, se
dice que sobre una superficie cerrada, sea cual sea ésta, no seremos
capaces de encerrar una fuente o sumidero de campo, esto expresa
la inexistencia del monopolo magnético
Matemáticamente esto se expresa así:
◦ La ley de Ampère, modelada por André-Marie Ampère en 1831,
relaciona un campo magnético estático con la causa que la
produce, es decir, una corriente eléctrica estacionaria
◦ James Clerk Maxwell la corrigió posteriormente y ahora es una de
las ecuaciones de Maxwell, formando parte del electromagnetismo
de la física clásica
◦ La ley de Ampére explica, que la circulación de la intensidad del
campo magnético en un contorno cerrado es igual a la corriente
que lo recorre en ese contorno
◦ El campo magnético es un campo angular con forma circular,
cuyas líneas encierran la corriente. La dirección del campo en un
punto es tangencial al círculo que encierra la corriente
◦ El campo magnético disminuye inversamente con la distancia al
conductor
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La ley de Ampère-Maxwell o ley de Ampère generalizada
es la misma ley corregida por James Clerk Maxwell que
introdujo la corriente de desplazamiento, creando una
versión generalizada de la ley e incorporándola a las
ecuaciones de Maxwell
Ampère formuló una relación para un campo magnético
inmóvil y una corriente eléctrica que no varía en el tiempo.
La ley de Ampère nos dice que la circulación en un campo
magnético a lo largo de una curva cerrada C es igual a la
densidad de corriente sobre la superficie encerrada en la
curva C, matemáticamente así :
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Propiedad de algunos materiales que hace que resulten
intensamente imantados cuando se sitúan en un campo
magnético, y conserven parte de su imantación cuando
desaparece dicho campo
El ferromagnetismo es un fenómeno
físico en el que se produce ordenamiento
magnético de todos los momentos
magnéticos de una muestra, en la misma
dirección y sentido. Un material
ferromagnético es aquel que puede
presentar ferromagnetismo
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La interacción ferromagnética es la interacción magnética que
hace que los momentos magnéticos tiendan a disponerse en la
misma dirección y sentido. Ha de extenderse por todo un sólido
para alcanzar el ferromagnetismo
Generalmente, los ferromagnetos están divididos en dominios
magnéticos, separados por superficies conocidas como paredes
de Bloch. En cada uno de estos dominios, todos los momentos
magnéticos están alineados. En las fronteras entre dominios hay
cierta energía potencial, pero la formación de dominios está
compensada por la ganancia en entropía
Hay muchos materiales cristalinos que presentan
ferromagnetismo como el hierro, el níquel, el cobalto, el acero,
etc
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Los dispositivos magnéticos son aquellos dispositivos de
almacenamiento de datos en los que se utilizan propiedades
magnéticas de los materiales para almacenar información digital.
Cinta Magnética: Esta formada por una cinta de material plástico
recubierta de material ferromagnético, sobre dicha cinta se registran
los caracteres en formas de combinaciones de puntos, sobre pistas
paralelas al eje longitudinal de la cinta
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Tambores Magnéticos: Están formados por cilindros con material
magnético capaz de retener información, Esta se graba y lee
mediante un cabezal cuyo brazo se mueve en la dirección del eje de
giro del tambor
Disco Duro: Son en la actualidad el principal subsistema de
almacenamiento de información en los sistemas informáticos. Es un
dispositivo encargado de almacenar información de forma
persistente en un ordenador, es considerado el sistema de
almacenamiento más importante del computador y en él se guardan
los archivos de los programas
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Disquette o Disco flexible: Un disco flexible o también disquette (en
inglés floppy disk), es un tipo de dispositivo de almacenamiento de
datos formado por una pieza circular de un material magnético que
permite la grabación y lectura de datos, fino y flexible (de ahí su
denominación) encerrado en una carcasa fina cuadrada o
rectangular de plástico.
Los discos, usados usualmente son los de 3 ½ o 5 ¼ pulgadas,
utilizados en ordenadores o computadoras personales, aunque
actualmente los discos de 5 ¼ pulgadas están en desuso