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ELECTROMAGNETISMO:
https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=9tLWas20c0o
3.1 FARADAY. LA INDUCCIÓN ELECTROMANÉTICA
Faraday inició en 1.825 una serie de experimentos con el fin de comprobar si se podía
obtener electricidad a partir del magnetismo.
Enrolló un alambre conductor alrededor de un núcleo cilíndrico de madera y conectó sus
externos a un galvanómetro G; ésta es la bobina A de la figura 5. en seguida enrolló otro
alambre conductor encima de la bobina anterior. Los extremos de la segunda bobina, B en
la figura, los conectó a una batería. La argumentación de Faraday fue la siguiente: al cerrar
el Contacto C de la batería empieza a circular una corriente eléctrica a lo largo de la
bobina B. De los resultados de Oersted y Ampére, se sabe que esta corriente genera un
efecto magnético a su alrededor. Este efecto magnético, entonces por la bobina A debería
empezar a circular una corriente eléctrica que debería poder detectarse por medio del
galvanómetro.
Sin embargo, Faraday sé dio cuenta de que en el instante en que conectaba la batería
ocurría una pequeña desviación de el agua de galvanómetro. También se percató de que
en el momento en que desconectaba la batería la aguja del galvanómetro se desviaba
ligeramente otra vez, ahora en sentido opuesto. Por lo tanto, concluyó que en un
intervalo de tiempo muy pequeño, mientras se conecta y se desconecta la batería, si hay
corriente en la bobina B. Siguiendo esta idea Faraday descubrió que efectivamente se
producen corrientes eléctricas sólo cuando el efecto magnético cambia, si éste es
constante no hay ninguna producción de electricidad por magnetismo.
http://www.monografias.com/trabajos13/electmag/Image1747.gif
Figura 5. Esquema del experimento de Faraday con que descubrió la inducción
electromagnética
http://www.monografias.com/trabajos13/electmag/Image1748.gif
3.2 HERTZ ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
El profesor de la Escuela politécnica de Karlsruhe, en Alemania, se interesó en la teoria
electromagnética propuesta por Maxwell. La reformuló matemáticamente logrando que
las ecuaciones fueran más sencillas, y simétricas. Utilizó un carrete o bobina de
Ruhmkorff, que es un transformador que produce un voltaje muy alto. En seguida conectó
el carrete a un dispositivo formado por dos varillas de cobre (Fig. 29); en uno de los
extremos de cada varilla añadió una esfera grande y en el otro una pequeña. Cada una de
las esferas grandes servia como condensador para almacenar carga eléctrica. Una vez
hecha la conexión, en cierto instante el voltaje entre las esferas chicas era lo suficiente
grande para que saltara una chispa entre ellas.
Hertz razonó que al salir estas chispas se producirá un campa eléctrico variable en la
región vecina a las esferas chicas, qué según Maxwell debería inducir un campo
magnético, también variable.
Estos cambios serían una perturbación que se debería propagar, es decir, debería
producirse una onda electromagnética. De esta forma, Hertz construyó un radiador de
ondas electromagnéticas.Si en efecto existen ondas electromagnéticas, al ser emitidas por
el circuito se propagarán en todo el espacio circundante. Al llegar las ondas al detector, se
inducirá en él un campo eléctrico (además del magnético) y por tanto, en las varillas
conductoras o en la espira se inducirá una corriente eléctrica. esto hará que a través de
sus extremos se induzca un voltaje, que si llega a tener un valor suficientemente grande,
dará lugar a que salte una chispa entre las esferas. Mientras mayor sea el valor de la
amplitud de la corriente eléctrica en el circuito emisor, mayor será la magnitud del campo
eléctrico inducido y por lo tanto, mayor será la diferencia de potencial entre los extremos
de la espira del receptor. Esto es precisamente lo que encontró Hertz en su experimento.
De los valores que utilizó para los elementos del circuito, Hertz estimo que la frecuencia f
de la onda era de alrededor de 3 x 107 Hz. Además Hertz determinó que la longitud de la
onda era de 10 m. Con estos valores determinó que la velocidad v de la onda es:
V = f = (3 X 107 Hz) X (10 m) = 3 X 108 m/s = 300 000 km/s
3.3 EMISIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS.
Hertz desarrolló un formalismo matemático con el cual pudo encontrar las características
de estas ondas a partir de las ecuaciones de Maxwell. De este trabajo se desprendió la
predicción de que si una partícula eléctricamente cargada se mueve en forma acelerada,
entonces emite ondas electromagnéticas.
Cuando una corriente eléctrica se establece a lo largo de un cable se están moviendo
partículas cargadas. Sin embargo, no siempre ocurre que estas partículas se aceleren; por
ejemplo, si la corriente es de valor constante como la correine directa que se establece
cuando la fuente es de una batería conectada a un foco de una linterna, entonces las
partículas que dan lugar a la corriente eléctrica se mueven con velocidad constante y por
tanto no se están acelerando. Una partícula experimenta una aceleración cuando su
velocidad cambia al transcurrir el tiempo. En consecuencia, solamente en una corriente
eléctrica que varía al transcurrir el tiempo, las partículas se aceleran. Esto sucede, por
ejemplo, con la corriente alterna.
Supóngase que una varilla metálica se conecta a una fuente de corriente alterna. Los
electrones que circulan por la varilla llegarán a un extremo y se regresarán; por
consiguiente, su velocidad cambia y hace que se aceleren, y en consecuencia emiten
ondas electromagnéticas. Esta onda sí emitida tendrá la misma frecuencia de los
electrones que oscilan en la varilla.
3.4MAXWELL. LA SÍNTESIS DEL ELECTROMAGNETISMO. OTRA VEZ LA LUZ:
Maxwell formuló matemáticamente la ley de Faraday. Maxwell estudió con mucho
detenimiento los trabajos que sus predecesores habían hecho sobre electricidad y
magnetismo. En particular analizó muy incisivamente la ley de Ampére y su formulación
matemática, y llego a la conclusión de que contenía una contradicción. Revisemos la ley
Ampére.
Maxwell generalizo la formulación de la ley de Ampére al decir que cuando se habla de
corriente se debe incluir la corriente convencional (llamada la conducción), que es la que
había considerado Ampére, y además, la corriente de desplazamiento. Por lo tanto, esta
generalización incluye casos en que las corrientes varían con el tiempo. Podemos decir
que la formulación original que hizo Ampére sólo es correcta para el caso en que la
corriente que se estudia no varíe con el tiempo.1
3. 5 APLICACIONES:
•Motores eléctricos:
-motor de corriente alterna con jaula de ardilla (el de la bomba del agua)
-motor de corriente directa (motores usados en montacargas electricos)
-motor de corriente directa con imanes permanentes (motores de juegos)
1
http://www.monografias.com/trabajos13/electmag/electmag.shtml#FARA#ixzz2ZQl9Dvvt
-motores a pasos (el motor del drive de 3 1/2 es de ese tipo, ademas de que es plano)
-magnetrón (una variedad "estática" y es la que usa el horno de microondas)
-Otras aplicaciones son las ondas hertzianas, para el radio, la televisión, los celulares, etc.2
-Electroimán.
Es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente
eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente.
https://sites.google.com/site/electricidadieselbohio/_/rsrc/1338664429635/electromagnetismo/aplicacion
del-electromagnetismo/electoiman%5B1%5D.jpg?height=302&width=320
· Relé.
Es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito
eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o
varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.
Fue inventado por Joseph Henry en 1835.
https://sites.google.com/site/electricidadieselbohio/_/rsrc/1338667983732/electromagnetismo/aplicacion
del-electromagnetismo/000115.gif
· Alternador.
2
http://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090222185447AAgrnl7
Es una máquina eléctrica, capaz de transformar energía mecánica en energía eléctrica,
generando una corriente alterna mediante inducción electromagnética..
https://sites.google.com/site/electricidadieselbohio/_/rsrc/1338730438833/electromagnetismo/aplicacion
del-electromagnetismo/images%20%2819%29.jpg
· Dinamo y motor de corriente continua.
Una dinamo es un generador eléctrico destinado a la transformación de flujo magnético
en electricidad mediante el fenómeno de la inducción electromagnética, generando una
corriente continua.
https://sites.google.com/site/electricidadieselbohio/_/rsrc/1338731424883/electromagnetismo/aplicacion
del-electromagnetismo/dinamo.JPG?height=171&width=400
· Transformador.
Es un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito
eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia,convierte la energía eléctrica alterna
de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión
son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos,
en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado, fabricado
de hierro dulce o de láminas apiladas de acero eléctrico,3
https://sites.google.com/site/electricidadieselbohio/_/rsrc/1338732602697/electromagnetismo/aplicacion
del-electromagnetismo/images%20%2820%29.jpg
3.6 EJERCICIOS:
http://www.geofisica.cl/english/pics7/electromagnetismo.htm
http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/Electromagnetismo/Ejercicios_el
ectromagnetismo.pdf
http://www.matematicasypoesia.com.es/ProbElgMag/ProbElMgPreg.htm
http://fisica.usach.cl/~jcaballe/Electro/guia1.pdf
http://www.uncachodeciencia.org/2008/10/05/6-ejercicios-de-electromagnetismo/
3.7 ENLACES DE APOYO:
http://www.youtube.com/watch?v=7s7Cd1ZjO2M
http://www.unizar.es/lfnae/luzon/CDR3/electromagnetismo.htm
http://www.slideshare.net/TataFandin/electrom114
3
https://sites.google.com/site/electricidadieselbohio/electromagnetismo/aplicaciones-delelectromagnetismo
3.8 BIBLIOGRFÍA:
http://www.monografias.com/trabajos13/electmag/electmag.shtml#FARA#ixzz2ZQl9Dvvt
http://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090222185447AAgrnl7
https://sites.google.com/site/electricidadieselbohio/electromagnetismo/aplicaciones-delelectromagnetismo