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ESTRUCTURA CURICULAR Instalaciones eléctricas residenciales
MODULO DE FORMACION analizar circuitos eléctricos de acuerdo con el método requerido
ANEXO 5
MAGNETISMO Y ELECTROMAGNETISMO
Introducción al Magnetismo:
El magnetismo, es uno de los aspectos del electromagnetismo, que es una de las
fuerzas fundamentales de la naturaleza. Las fuerzas magnéticas son producidas por
el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la
estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo. El marco que aúna ambas
fuerzas se denomina teoría electromagnética. La manifestación más conocida del
magnetismo es la fuerza de atracción o repulsión que actúa entre los materiales
magnéticos como el hierro. Sin embargo, en toda la materia se pueden observar
efectos más sutiles del magnetismo. Recientemente, estos efectos han
proporcionado claves importantes para comprender la estructura atómica de la
materia.

Características del Magnetismo:
Aunque hay una estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo, ambas
fuerzas son totalmente diferentes. Para que interactúen debe de haber un
movimiento en alguna de ellas. Se sabe que el electrón tiene una carga
electrostática que aplica una fuerza hacia el centro del electrón, y también se sabe
que los electrones tienen un campo magnético a su alrededor debido a su rotación
orbital. En el momento en que se encuentren van a formar un campo
electromagnético por ser perpendiculares entre sí.
Los únicos materiales magnéticos naturalmente son el Hierro, Níquel y Cobalto. Si
los responsables del magnetismo son los electrones entonces nos preguntamos por
qué no son todas las sustancias Magnéticas entonces. Esto se debe a que en los
átomos con electrones de spin opuesto tienden a formar parejas que anulan
mutuamente su magnetismo.
Los materiales naturalmente magnéticos reciben el nombre de “ferromagnéticos”
pues se comportan como el Hierro, en lo que se refiere al magnetismo. Estos
materiales no siempre se comportan como imanes, esto se debe a que las
moléculas están dispersas y sin alinear, por lo que cada una sigue una dirección al
azar; cuando estas moléculas están alineadas las fuerzas magnéticas se suman, en
este momento decimos que un material está “magnetizado”.
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Todos los imanes tienen una polaridad en sus extremos, que reciben el nombre de
“Norte” y “Sur”(N y S, respectivamente). El extremo Norte de un imán se
determina suspendiendo un imán en un cordel para que apunte al Norte magnético.
Esto se debe a que la tierra tiene un campo magnético pues tiene una rotación del
mismo modo que los electrones.
Los imanes presentan atracción y repulsión del mismo modo que las cargas, donde
polos opuestos se atraen y polos semejantes se repelen.

Campo Magnético.
Una barra imantada o un cable que transporta corriente pueden influir en otros
materiales magnéticos sin tocarlos físicamente porque los objetos magnéticos
producen un 'campo magnético'. Los campos magnéticos suelen representarse
mediante 'líneas de campo magnético' o 'líneas de fuerza'. En cualquier punto, la
dirección del campo magnético es igual a la dirección de las líneas de fuerza, y la
intensidad del campo es inversamente proporcional al espacio entre las líneas. En el
caso de una barra imantada, las líneas de fuerza salen de un extremo y se curvan
para llegar al otro extremo. En los extremos del imán, donde las líneas de fuerza
están más próximas, el campo magnético es más intenso; en los lados del imán,
donde las líneas de fuerza están más separadas, el campo magnético es más débil.
Según su forma y su fuerza magnética, los distintos tipos de imán producen
diferentes esquemas de líneas de fuerza. La estructura de las líneas de fuerza
creadas por un imán o por cualquier objeto que genere un campo magnético puede
visualizarse utilizando una brújula o limaduras de hierro. Los imanes tienden a
orientarse siguiendo las líneas de campo magnético. Marcando la dirección que
señala la brújula al colocarla en diferentes puntos alrededor de la fuente del campo
magnético, puede deducirse el esquema de líneas de fuerza. Igualmente, si se
agitan limaduras de hierro sobre una hoja de papel o un plástico por encima de un
objeto que crea un campo magnético, las limaduras se orientan siguiendo las líneas
de fuerza y permiten así visualizar su estructura.
Los campos magnéticos influyen sobre los materiales magnéticos y sobre las
partículas cargadas en movimiento. En términos generales, cuando una partícula
cargada se desplaza a través de un campo magnético, experimenta una fuerza que
forma ángulos rectos con la velocidad de la partícula y con la dirección del campo.
Como la fuerza siempre es perpendicular a la velocidad, las partículas se mueven
en trayectorias curvas.

Líneas Magnéticas.
El campo magnético está formado por líneas de fuerza que se extienden en el
espacio partiendo del polo N del imán y dirigiéndose al polo S. Estás líneas de
fuerza no se cruzan y se van apartando al alejarse del imán. Cuanto más cercanas
sean las líneas de fuerza y sea mayor el número de ellas más intenso será el campo
magnético.
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Electromagnetismo.
El movimiento de la aguja de una brújula en las proximidades de un conductor por
el que circula una corriente indica la presencia de un campo magnético alrededor
del conductor. Cuando dos conductores paralelos son recorridos cada uno por una
corriente, los conductores se atraen si ambas corrientes fluyen en el mismo sentido
y se repelen cuando fluyen en sentidos opuestos. El campo magnético creado por la
corriente que fluye en una espira de alambre es tal que si se suspende la espira
cerca de la Tierra se comporta como un imán o una brújula, y oscila hasta que la
espira forma un ángulo recto con la línea que une los dos polos magnéticos
terrestres.
Cuando un conductor se mueve de forma que atraviesa las líneas de fuerza de un
campo magnético, este campo actúa sobre los electrones libres del conductor
desplazándolos y creando una diferencia de potencial y un flujo de corriente en el
mismo. Se produce el mismo efecto si el campo magnético es estacionario y el
cable se mueve que si el campo se mueve y el cable permanece estacionario.

Leyes de Faraday y Lenz.
LEY DE FARADAY. En 1831 Faraday descubrió la inducción electromagnética, y el
mismo año demostró la inducción de una corriente eléctrica por otra. Durante este
mismo periodo investigó los fenómenos de la electrólisis y descubrió dos leyes
fundamentales:
 Que la masa de una sustancia depositada por una corriente eléctrica en una
electrólisis es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa por el electrólito.
 Que las cantidades de sustancias electrolíticas depositadas por la acción de una
misma cantidad de electricidad son proporcionales a las masas equivalentes de las
sustancias.
También demostró que un recinto metálico (caja o jaula de Faraday) forma una
pantalla eléctrica. Sus experimentos en magnetismo le llevaron a dos
descubrimientos de gran importancia. Uno fue la existencia del día magnetismo y el
otro fue comprobar que un campo magnético tiene fuerza para girar el plano de luz
polarizada que pasa a través de ciertos tipos de cristal.
LEY DE LENZ.
Cuando una corriente empieza a circular por un conductor, se genera un campo
magnético que parte del conductor. Este campo atraviesa el propio conductor e
induce en él una corriente en sentido opuesto a la corriente que lo causó. En un
cable recto este efecto es muy pequeño, pero si el cable se arrolla para formar una
bobina, el efecto se amplía ya que los campos generados por cada espira de la
bobina cortan las espiras vecinas e inducen también una corriente en ellas.
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Electromagnetismo
El electromagnetismo es una rama de la Física que estudia y unifica los fenómenos
eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por
Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk
Maxwell. 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 electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y
predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales dependientes
de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los
fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en
reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus
efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoría
macroscópica, es decir, aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a
distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el Electromagnetismo no
describe los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la
Mecánica Cuántica.
El electromagnetismo considerado como fuerza es una de las cuatro fuerzas
fundamentales del universo actualmente conocido.
Historia
Desde la antigua Grecia se conocían los fenómenos magnéticos y eléctricos pero no
es hasta inicios del siglo XVII donde se comienza a realizar experimentos y a llegar
a conclusiones científicas de estos fenómenos. 1 Durante estos dos siglos, XVII y
XVIII, grandes hombres de ciencia como William Gilbert, Otto von Guericke,
Stephen Gray, Benjamín Franklin, Alessandro Volta entre otros estuvieron
investigando estos dos fenómenos de manera separada y llegando a conclusiones
coherentes con sus experimentos.
Michael Faraday.
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A principios del siglo XIX Hans Christian Ørsted encontró evidencia empírica de que
los fenómenos magnéticos y eléctricos estaban relacionados. De ahí es que los
trabajos de físicos como André-Marie Ampère, William Sturgeon, Joseph Henry,
Georg Simon Ohm, Michael Faraday en ese siglo, son unificados por James Clerk
Maxwell en 1861 con un conjunto de ecuaciones que describían ambos fenómenos
como uno solo, como un fenómeno electromagnético. 1
James Clerk Maxwell.
Las ahora llamadas ecuaciones de Maxwell demostraban que los campos eléctricos
y los campos magnéticos eran manifestaciones de un solo campo electromagnético.
Además describía la naturaleza ondulatoria de la luz, mostrándola como una onda
electromagnética.2 Con una sola teoría consistente que describía estos dos
fenómenos antes separados, los físicos pudieron realizar varios experimentos
prodigiosos e inventos muy útiles como la bombilla eléctrica por Thomas Alva
Edison o el generador de corriente alterna por Nikola Tesla.3 El éxito predictivo de
la teoría de Maxwell y la búsqueda de una interpretación coherente de sus
implicaciones, fue lo que llevó a Albert Einstein a formular su teoría de la relatividad
que se apoyaba en algunos resultados previos de Hendrik Antoon Lorentz y Henri
Poincaré.
En la primera mitad del siglo XX, con el advenimiento de la mecánica cuántica, el
electromagnetismo tenía que mejorar su formulación con el objetivo de que fuera
coherente con la nueva teoría. Esto se logró en la década de 1940 cuando se
completó una teoría cuántica electromagnética o mejor conocida como
electrodinámica cuántica.
No fue sino hasta el año de 1820, cuando Hans Christian Ørsted descubrió que el
fenómeno magnético estaba ligado al eléctrico, que se obtuvo una teoría científica
para el magnetismo.7 La presencia de una corriente eléctrica, o sea, de un flujo de
carga debido a una diferencia de potencial, genera una fuerza magnética que no
varía en el tiempo. Si tenemos una carga a una velocidad , ésta generará un
campo magnético
que es perpendicular a la fuerza magnética inducida por el
movimiento en ésta corriente, así:
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Para determinar el valor de ese campo magnético, Jean Baptiste Biot en 1820,8
dedujo una relación para corrientes estacionarias, ahora conocida como ley de BiotSavart:
Donde
es un coeficiente de proporcionalidad conocido como permeabilidad
magnética,
es la intensidad de corriente, el
es el diferencial de longitud de la
corriente y
es la dirección de la corriente. De manera más estricta,
es la
inducción magnética, dicho en otras palabras, es el flujo magnético por unidad de
área. Experimentalmente se llegó a la conclusión que las líneas de fuerza de
campos magnéticos eran cerradas, eliminando la posibilidad de un monopolo
magnético. La relación matemática se la conoce como ley de Gauss para el campo
magnético:
(2)
Además en la magnetostática existe una ley comparable a la de Gauss en la
electrostática, la ley de Ampère. Ésta ley nos dice que la circulación en un campo
magnético es igual a la densidad de corriente que exista en una superficie cerrada:
Cabe indicar que esta ley de Gauss es una generalización de la ley de Biot-Savart.
Además que las fórmulas expresadas aquí son para cargas en el vacío, para más
información consúltese los artículos principales.
Véase también: Ley de Ampère, Corriente eléctrica, Campo magnético, Ley de BiotSavart y Momento magnético dipolar
Hasta el momento se han estudiado los campos eléctricos y magnéticos que no
varían con el tiempo. Pero los físicos a finales del siglo XIX descubrieron que ambos
campos estaban ligados y así un campo eléctrico en movimiento, una corriente
eléctrica que varíe, genera un campo magnético y un campo magnético de por si
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implica la presencia de un campo eléctrico. Entonces, lo primero que debemos
definir es la fuerza que tendría una partícula cargada que se mueva en un campo
magnético y así llegamos a la unión de las dos fuerzas anteriores, lo que hoy
conocemos como la fuerza de Lorentz:
(3)
Entre 1890 y 1900 Liénard y Wiechert calcularon el campo electromagnético
asociado a cargas en movimiento arbitrario, resultado que se conoce hoy como
potenciales de Liénard-Wiechert.
Por otro lado, para generar una corriente eléctrica en un circuito cerrado debe
existir una diferencia de potencial entre dos puntos del circuito, a ésta diferencia de
potencial se la conoce como fuerza electromotriz o Fem. Ésta fuerza electromotriz
es proporcional a la rapidez con que el flujo magnético varía en el tiempo, esta ley
fue encontrada por Michael Faraday y es la interpretación de la inducción
electromagnética, así un campo magnético que varía en el tiempo induce a un
campo eléctrico, a una fuerza electromotriz. Matemáticamente se representada
como:
(4)
En un trabajo del físico James Clerk Maxwell de 1861 reunió las tres ecuaciones
anteriormente citadas (1), (2) y (4) e introdujo el concepto de una corriente de
desplazamiento como una densidad de corriente efectiva y llego a la última de las
ecuaciones, la ley de Ampère generalizada (5), ahora conocidas como ecuaciones
de Maxwell:
(5)
Las cuatro ecuaciones, tanto en su forma diferencial como en la integral aquí
descritas, fueron las revisiones hechas por Oliver Heaviside. Pero el verdadero
poder de éstas ecuaciones, más la fuerza de Lorentz (3), se centra en que juntas
son capaces de describir cualquier fenómeno electromagnético, además de las
consecuencias físicas que posteriormente se describirán. 9
Esquema de una onda electromagnética.
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La genialidad del trabajo de Maxwell es que sus ecuaciones describen un campo
eléctrico que va ligado inequívocamente a un campo magnético perpendicular a
éste y a la dirección de su propagación, éste campo es ahora llamado campo
electromagnético.10 Además la solución de estas ecuaciones permitía la existencia
de una onda que se propagaba a la velocidad de la luz, con lo que además de
unificar los fenómenos eléctricos y magnéticos la teoría formulada por Maxwell
predecía con absoluta certeza los fenómenos ópticos.
Así la teoría predecía a una onda que, contraria a las ideas de la época, no
necesitaba un medio de propagación; la onda electromagnética se podía propagar
en el vacío debido a la generación mutua de los campos magnéticos y eléctricos.
Esta onda a pesar de tener una velocidad constante, la velocidad de la luz c, puede
tener diferente longitud de onda y consecuentemente dicha onda transporta
energía. La radiación electromagnética recibe diferentes nombres al variar su
longitud de onda, como rayos gamma, rayos X, espectro visible, etc.; pero en su
conjunto recibe el nombre de espectro electromagnético.
Clásicamente, al fijar un sistema de referencia, se puede descomponer los campos
eléctricos y magnéticos del campo electromagnético. Pero al tener a un observador
con movimiento relativo respecto al sistema de referencia, éste medirá efectos
eléctricos y magnéticos diferentes de un mismo fenómeno electromagnético. El
campo eléctrico y la inducción magnética a pesar de ser elementos vectoriales no
se comportan como magnitudes físicas vectoriales, por el contrario la unión de
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ambos constituye otro ente físico llamado tensor y en este caso el tensor de campo
electromagnético.11
Así, la expresión para el campo electromagnético es:
Y las expresiones co variantes para las ecuaciones de Maxwell (7) y la fuerza de
Lorenz (6) se reducen a:
(6)
(7)
Pequeña explicación del magnetismo
Cada electrón es por su naturaleza, un pequeño imán (véase Momento dipolar
magnético electrónico). Ordinariamente, innumerables electrones de un material
están orientados aleatoriamente en diferentes direcciones, pero en un imán casi
todos los electrones tienden a orientarse en la misma dirección, creando una fuerza
magnética grande o pequeña dependiendo del número de electrones que estén
orientados.
Además del campo magnético intrínseco del electrón, algunas veces hay que contar
también con el campo magnético debido al movimiento orbital del electrón
alrededor del núcleo. Este efecto es análogo al campo generado por una corriente
eléctrica que circula por una bobina (ver dipolo magnético). De nuevo, en general,
el movimiento de los electrones no da lugar a un campo magnético en el material,
pero en ciertas condiciones, los movimientos pueden alinearse y producir un campo
magnético total medible.
El comportamiento magnético de un material depende de la estructura del material
y, particularmente, de la configuración electrónica.
Los chinos ya habían desarrollado la técnica lo suficiente como para utilizar la
brújula para mejorar la navegación. Alexander Neckham fue el primer europeo en
conseguir desarrollar esta técnica, en 1187.
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La física del magnetismo
Magnetismo, electricidad y relatividad especial
Como consecuencia de la teoría de la relatividad especial de Einstein, la electricidad
y el magnetismo estaban comprendidos como vinculantes. Tanto el magnetismo sin
la electricidad como la electricidad sin magnetismo serían incoherentes con la
nueva teoría por los efectos como la contracción de la longitud, la dilatación del
tiempo y la dependencia de la velocidad en el campo magnético. Sin embargo,
cuando ambas fueron tomadas en cuenta, la reciente teoría del electromagnetismo
fue totalmente coherente con la relatividad. 5 En particular, un fenómeno que parece
como eléctrico para un observador puede parecer magnético para otro, o más
generalmente las contribuciones generales de la electricidad y el magnetismo son
dependientes del marco de referencia.
Entonces, la "mezcla" de la relatividad especial entre electricidad y magnetismo en
una sola dio un fenómeno inseparable llamado electromagnetismo (análogo a lo
que la misma teoría "mezcló" al tiempo con el espacio en el espacio-tiempo).
Campos y fuerzas magnéticas
El fenómeno del magnetismo es ejercido por un campo magnético, p.e. una
corriente eléctrica o un dipolo magnético crea un campo magnético, éste al girar
imparte una fuerza magnética a otras partículas que están en el campo.
Para una aproximación excelente (pero ignorando algunos efectos cuánticos, véase
electrodinámica cuántica) las ecuaciones de Maxwell (que simplifican la ley de BiotSavart en el caso de corriente constante) describen el origen y el comportamiento
de los campos que gobiernan esas fuerzas. Por lo tanto el magnetismo se observa
siempre que partículas cargadas eléctricamente están en movimiento. Por ejemplo,
del movimiento de electrones en una corriente eléctrica o en casos del movimiento
orbital de los electrones alrededor del núcleo atómico. Estas también aparecen de
un dipolo magnético intrínseco que aparece de los efectos cuánticos, p.e. del spin
de la mecánica cuántica.
La misma situación que crea campos magnéticos (carga en movimiento en una
corriente o en un átomo y dipolos magnéticos intrínsecos) son también situaciones
en que el campo magnético causa sus efectos, creando una fuerza. Cuando una
partícula cargada se mueve a través de un campo magnético B, se ejerce una
fuerza F dado por el producto cruz:
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Donde
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es la carga eléctrica de la partícula,
es el vector velocidad de la partícula
y
es el campo magnético. Debido a que esto es un producto cruz, la fuerza es
perpendicular al movimiento de la partícula y al campo magnético.
La fuerza magnética no realiza trabajo mecánico en la partícula, esto cambiaría la
dirección del movimiento de ésta, pero esto no causa su aumento o disminución de
la velocidad. La magnitud de la fuerza es:
entre los vectores
y
donde
es el ángulo
.`
Una herramienta para determinar la dirección del vector velocidad de una carga en
movimiento, es siguiendo la ley de la mano derecha (véase Regla de la mano
derecha).
El físico alemán Heinrich Lenz formuló lo que ahora se denomina la ley de Lenz,
ésta da una dirección de la fuerza electromotriz (Fem.) y la corriente resultante de
una inducción electromagnética.
Clasificación de los Materiales Magnéticos
Tipo de Material
Características
No magnético
No afecta el paso de las líneas de Campo magnético.
Ejemplo: el Vacío.
Diamagnético
Material débilmente magnético. Si se sitúa una barra
magnética cerca de él, esta lo repele.
Ejemplo: Bismuto (Bi), Plata (Ag), Plomo (Pb), Agua.
Paramagnético
Presenta un magnetismo significativo. Atraído por la barra
magnética.
Ejemplo: Aire, Aluminio (Al), Paladio (Pd), Magneto
Molecular.
Ferromagnético
Magnético por excelencia o fuertemente magnético.
Atraído por la barra magnética.
Paramagnético por encima de la temperatura de Curie
(La temperatura de Curie del hierro metálico es
aproximadamente unos 770 °C).
Ejemplo: Hierro (Fe), Cobalto (Co), Níquel (Ni), Acero
suave.
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Antiferromagnético
No magnético aun bajo acción de un campo magnético
inducido.
Ejemplo: Óxido de Manganeso (MnO2).
Ferromagnético
Menor grado magnético que los materiales
ferromagnéticos.
Ejemplo: Ferrita de Hierro.
Súper
paramagnético
Materiales ferromagnéticos suspendidos en una matriz
dieléctrica.
Ejemplo: Materiales utilizados en cintas de audio y video.
Ferritas
Ferromagnético de baja conductividad eléctrica.
Ejemplo: Utilizado como núcleo inductores para
aplicaciones de corriente alterna.
Tipos de materiales magnéticos
Existen diversos tipos de comportamiento de los materiales magnéticos: el
ferromagnetismo, el día magnetismo y el paramagnetismo.
En los materiales diamagnéticos, la disposición de los electrones de cada átomo es
tal que se produce una anulación global de los efectos magnéticos. Sin embargo, si
el material se introduce en un campo inducido, la sustancia adquiere una
imantación débil y en el sentido opuesto al campo inductor.
Si se sitúa una barra de material diamagnético en el interior de un campo
magnético uniforme e intenso, esta se dispone transversalmente respecto de aquel.
Los materiales paramagnéticos no presentan la anulación global de efectos
magnéticos, por lo que cada átomo que los constituye actúa como un pequeño
imán. Sin embargo, la orientación de dichos imanes es, en general arbitraria, y el
efecto global se anula.
Así mismo, si el material paramagnético se somete a la acción de un campo
magnético inductor, el campo magnético inducido en dicha sustancia se orienta en
el sentido del campo magnético inductor.
Esto hace que una barra de material paramagnético suspendida libremente en el
seno de un campo inductor, se alinee con este.
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El magnetismo inducido, aunque débil, es suficiente intenso como para imponer al
efecto magnético. Para comparar los tres tipos de magnetismo se emplea la razón
entre el campo magnético inducido y el inductor.
Electro magnetos
Un electroimán es un imán hecho de alambre eléctrico bobinado en torno a un
material magnético, como el hierro. Este tipo de imán es útil en los casos en que un
imán debe estar encendido o apagado, por ejemplo, las grandes grúas para
levantar chatarra de automóviles.
Para el caso de corriente eléctrica se desplazan a través de un cable, el campo
resultante se dirige de acuerdo con la "mano derecha regla." Si la mano derecha se
utiliza como un modelo, y el pulgar de la mano derecha a lo largo del cable de
positivo hacia el lado negativo (“convencional actual", a la inversa de la dirección
del movimiento real de los electrones), entonces el campo magnético recapitulación
de todo el cable en la dirección indicada por los dedos de la mano derecha. Como
puede observarse geométricamente, en caso de un bucle o hélice de cable está
formado de tal manera que el actual es viajar en un círculo, a continuación, todas
las líneas de campo en el centro del bucle se dirigen a la misma dirección, lo que
arroja un 'magnética dipolo ' cuya fuerza depende de la actual en todo el bucle, o el
actual en la hélice multiplicado por el número de vueltas de alambre. En el caso de
ese bucle, si los dedos de la mano derecha se dirigen en la dirección del flujo de
corriente convencional (es decir, el positivo y el negativo, la dirección opuesta al
flujo real de los electrones), el pulgar apuntará en la dirección correspondiente al
polo norte del dipolo. -->
Magnetos temporales y permanentes
Un imán permanente conserva su magnetismo sin un campo magnético exterior,
mientras que un imán temporal sólo es magnético, mientras que esté situado en
otro campo magnético. Inducir el magnetismo del acero en los resultados en un
imán permanente sino de hierro pierde su magnetismo cuando la inducción de
campo se retira. Un imán temporal como el hierro es un material adecuado para los
electroimanes. Magnetos son hechas por acariciar con otro imán, la grabación,
mientras que fija en un campo magnético opuesta dentro de una solenoide bobina
se suministra con una corriente directa. Un imán permanente puede ser la
remoción de los imanes de someter a la calefacción, fuertes golpes o, colocarlo
dentro de un solenoide se suministra con una reducción de corriente alterna.
Unidades del SI relacionadas con el magnetismo
Tesla [T] = unidad de campo magnético
Weber [Wb] = unidad de flujo magnético
Amper [A] = unidad de corriente eléctrica, que genera campos magnéticos
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Servicio Nacional de Aprendizaje
Centro de electricidad y automatización industrial
GUIA DE APRENDIZAJE
Modelo de la Mejora
Continua
Proyecto Electromagnetismo
Materiales
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Imán
Sierra eléctrica (o segueta)
Lija
Alambre de cobre 8
Cable dulce de cobre
Pila
Caimanes
Introducción
Se trata de un simple montaje de lo que muestra ser un motor de corriente continua, en el que
entran en juego fuerzas como la de la gravedad y la creada por el campo magnético de un
pequeño imán y el campo electromagnético generado por la pila y la rueda de cobre que se
encuentra en el medio... Estas fuerzas hacen que el círculo hecho de alambre de cobre gire por
acción de la fuerza electromagnética generada por él y la pila que tiene conectada y el pequeño
electroimán que se encuentra apostado en la base de madera.
Desarrollo
Para construir el motor simple se han seguido los siguientes pasos:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Se corta un trozo de madera de 15 cms por 10 cms
Se lijan el trozo de madera
Se pegan la base dos soportes de cobre ( Estos sostendrán la bobina de cobre que se
encuentra en el medio )
Se pega el pequeño imán en el medio de los dos soportes de cobre (En la base de madera
del proyecto)
Se conectan los dos caimanes, uno a cada soporte de cobre.
Se conecta repetidamente los caimanes a la pila.
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Continua
Construcción de un motor elemental
Este experimento ha suscitado un gran interés y asombro por su curiosidad y sencillez. Se trata de
un simple motor eléctrico formado por una pila, un cable arrollado en forma de espira, un imán
permanente.
Al circular una corriente eléctrica por la espira, se genera un campo magnético que, al enfrentarse
al campo magnético producido por el imán, hace que la espira gire de forma indefinida.
El cobre de la espira está esmaltado. Por ello, hay que lijar los extremos de los cables que
contactan con los clips, pero sólo la mitad. La razón de no lijarlos del todo estriba en el hecho de
que, al girar la espira 180°, el campo magnético que crea tiene un sentido contrario al anterior, y
la espira cambiaría también su sentido de giro, por lo que giraría un poco hacia adelante y hacia
atrás hasta pararse.
Con este experimento se demuestra el fundamento básico de un motor eléctrico.
Conclusiones
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La repulsión de los campo magnéticos tanto el eléctrico como el del imán genera que la
pequeña rueda se mueva en círculos simulando el movimiento de un motor de corriente
alterna.
Si los polos de la pila se invierten el movimiento de la rueda también girara en sentido
contrario al puesto inicialmente
Se produce un calentamiento de la fuente de energía debido a la circulación sin oposición
de la corriente en circuito.
La rueda espiralaza al interior de los cables también se caliente debido a el choque de los
dos campos magnéticos repeliéndose y al paso de la corriente inducida con la pila.
Bibliografía
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http://www.madrimasd.org/cienciaysociedad/taller/medio/levita-clip/default.asp
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