Electricidad y Electromagnetismo Universidad Católica de la Santísima Concepción Facultad de medicina

Universidad Católica de la Santísima Concepción
Facultad de medicina
Biofísica Médica
Electricidad y
Electromagnetismo
Alumno: Felipe Navarro G.
Docente: Dra. Patricia Pérez S.
Fecha de entrega: 06/07/09
Introducción:
Desde el siglo XVIII se intuía la relación entre electricidad y magnetismo, porque se observaban desviaciones
en las brújulas de los barcos cuando los rayos caían cerca de ellos. Sin embargo, no fue hasta 1820 cuando
este fenómeno fue reproducido por primera vez por el danés Hans Christian Oersted (1777-1851) mientras
realizaba experiencias en clase con sus alumnos en la Universidad de Copenhague. Observó como al acercar
una aguja imantada a un hilo de platino por el que circulaba una corriente eléctrica suministrada por su pila de
Volta, la aguja giraba hacia un lado; si cambiaba el sentido de la corriente en el hilo, la aguja giraba hacia el
otro lado. La publicación de sus experiencias en Annales de Chimie et de Physique, hizo que otros científicos
como Arago, Ampére, Henry y Faraday continuaran estudiando estos fenómenos que dieron lugar al
electromagnetismo.
Electricidad:
Desde tiempos inmemoriales el hombre se dio cuenta de que después de frotar con paño un tipo de resina
llamada ámbar, ésta adquiría la capacidad de atraer algunos objetos ligeros, como trozos de papel. La historia
registra a Tales de Mileto, filósofo y matemático griego, que vivió hace unos 2 600 años, como el primero que
hizo experimentos de esta naturaleza, aunque es bastante probable que desde antes se conociese este tipo
de fenómeno. En griego, ámbar se dice elektron y de esta palabra se deriva electricidad. Durante muchos
siglos este tipo de experiencias no fueron sino meras curiosidades.
La carga eléctrica:
La esencia de la electricidad es la carga eléctrica., esta cualidad existe en dos clases distintas, que se
denominan cargas positivas y negativas. Las cargas eléctricas de la misma clase o signo se repelen
mutuamente y las de signo distinto se atraen.
En realidad, la carga eléctrica de un cuerpo u objeto es la suma de las cargas de cada uno de sus
constituyentes mínimos: moléculas, átomos y partículas elementales. Por ello se dice que la carga eléctrica
está cuantizada. Además, las cargas se pueden mover o intercambiar, pero sin que se produzcan cambios
en su cantidad total (ley de conservación de la carga).
En el estado normal de los cuerpos materiales, las cargas eléctricas mínimas están compensadas, por lo que
dichos cuerpos se comportan eléctricamente como neutros. Hace falta una acción externa para que un objeto
material se electrice.
La electrización de un cuerpo se consigue extrayendo del mismo las cargas de un signo y dejando en él las
de signo contrario. En tal caso, el cuerpo adquiere una carga eléctrica neta no nula.
Electrización De Los Cuerpos:
Existen distintos tipos de electrización de cuerpos:
Electrización Por Contacto:
Se puede cargar un cuerpo con sólo tocarlo con otro previamente cargado. En este caso, ambos quedan con
el mismo tipo de carga, es decir, si toco un cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero también
queda con carga positiva.
Electrización Por Frotamiento:
Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros, ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga
negativa.
Electrización Por Inducción:
Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo
electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y el cuerpo
neutro.
Decimos entonces que aparecen cargas eléctricas inducidas. Entonces el cuerpo electrizado induce una
carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae.
Fuerza eléctrica:
Los fenómenos de la electrización y la conducción pueden explicarse como el resultado de la acción de
fuerzas eléctricas. Entre dos cargas próximas inicialmente en reposo siempre se establece un tipo de
fuerzas, llamadas electrostáticas, de tal forma que, si las partículas cargadas son suficientemente pequeñas
como para que puedan considerarse puntuales, se cumple en las siguientes condiciones:

La fuerza establecida entre ambas tiene una dirección
que coincide con una línea recta imaginaria que une las
dos cargas.
 La fuerza ejercida sobre una carga apunta hacia la otra
cuando las dos tienen distinto signo (fuerza atractiva).
 El sentido de la fuerza se dirige hacia el lado opuesto
de la carga cuando ambas tienen el mismo signo (fuerza
repulsiva).
Electrostática:
Es la rama de la física que estudia los fenómenos eléctricos producidos por distribuciones de cargas
estáticas. La electrostática estudia las fuerzas eléctricas producidas por distribuciones de cargas a través de
conceptos tales como el campo electrostático y el potencial eléctrico, y de leyes físicas como la ley de
Coulomb.
El Campo Electrostático:
En la física moderna, la noción de fuerza ha sido progresivamente desplazada por la de campo, aplicado a la
electrostática, este concepto permite sustituir la idea de las fuerzas puntuales que nacen y mueren en las
cargas eléctricas, por el principio de que la sola presencia de una carga induce una perturbación en el
espacio, que puede afectar a cualquier otra carga presente en sus proximidades. El manejo de campos
permite describir los fenómenos según las propiedades observadas, sin referirse a las causas originales que
los producen.
Potencial Eléctrico:
El potencial eléctrico en un punto es el Trabajo requerido para mover una carga unitaria (trabajo por unidad de
carga) desde ese punto hasta el infinito, donde el potencial es 0. Matemáticamente se expresa por: V = W / q
La unidad mks de la diferencia de potencial que se deduce de la ecuación anterior es Joule/Coulomb y se
representa mediante una nueva unidad, el voltio, esto es: 1 voltio = 1 Joule/Coulomb. Aplicando esta
definición a la teoría de circuitos y desde un punto de vista más intuitivo, se puede decir que el potencial
eléctrico en un punto de un circuito representa la energía que posee cada unidad de carga al paso por dicho
punto. Así, si dicha unidad de carga recorre un circuito constituyéndose en corriente eléctrica, ésta irá
perdiendo su energía (potencial o voltaje) a medida que atraviesa los diferentes componentes del mismo.
Obviamente, la energía perdida por cada unidad de carga se manifestará como trabajo realizado en dicho
circuito (calentamiento en una resistencia, luz en una lámpara, movimiento en un motor, etc.).
El concepto de potencial eléctrico está íntimamente relacionado al concepto de energía potencial.
La energía potencial:
Lo más importante acerca del concepto de energía potencial es que un sistema se tiende a mover hacia los
puntos donde la energía potencial es más pequeña.
• El potencial eléctrico es igual excepto que
el movimiento también depende del signo
de la carga puntiforme.
• Si es positiva, se tiende a mover para
disminuir el potencial.
• Si es negativa, se tiende a mover para
aumentar el potencial.
La Ley De Coulomb:
Mediante una balanza de torsión, Coulomb encontró que la fuerza de atracción o repulsión entre dos
cargas puntuales (cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables comparadas con la distancia
d que las separa) es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
El valor de la constante de proporcionalidad k depende de las unidades en las que se exprese F, q1 q2
y d. En el Sistema Internacional de Unidades de Medida vale 9·109 Nm2/C2.
Campo Eléctrico:
La presencia de una o varias cargas eléctricas en el espacio induce en su entorno un campo eléctrico
(de símbolo E), que influye en el comportamiento de otras cargas circundantes. El valor cuantificado de
esta interacción se determina por la intensidad de campo eléctrico, que se define como la fuerza que
actúa en un punto dado del campo por unidad de carga positiva.
El campo eléctrico es una magnitud vectorial cuyas características son:

La dirección del campo es la de la recta que une la posición de la carga que lo engendra con la del
punto donde se mide el campo.

El sentido del campo es, por convenio, repulsivo cuando la carga origen es positiva y atractivo si
dicha carga es negativa (coincide con el de la fuerza electrostática).

El módulo del campo depende del valor de la carga que lo crea, su signo, el medio y la distancia de
dicha carga a aquella en la que se mide la perturbación.
Por la propia definición de campo eléctrico, el módulo de su intensidad es directamente proporcional a
la carga que crea el campo e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia donde se miden sus
efectos:
donde K es la misma constante que aparece en la ley de Coulomb de la electrostática, cuyo valor es 9 · 109
N·m2/C2, aproximadamente.
Las líneas de campo:
Para comprender mejor el concepto de campo eléctrico se recurre a representaciones visuales
basadas en líneas de campo o de fuerza, para indicar la dirección, el sentido y la intensidad del
campo.
En esencia, las líneas de campo señalan cómo se comportaría una carga eléctrica positiva cuyo valor
es la unidad, cuando se introdujera en el dominio de acción del campo eléctrico representado.
Según este enfoque, el campo eléctrico es abierto, ya que sus líneas de fuerza nunca entran y salen en una
misma carga.
Líneas de fuerza de un campo
eléctrico. Mientras que las
líneas creadas por una carga
positiva salen de la carga (a),
las engendradas por una carga
negativa se sumergen en ella
(b).
Líneas de fuerza de un sistema
de cargas. Las líneas de campo
salen de la carga positiva y
entran en la negativa.
El dipolo eléctrico:
El estudio del campo eléctrico es particularmente interesante en un sistema conocido por dipolo
eléctrico, que está constituido por dos cargas de igual valor, una positiva y otra negativa, situadas a una
cierta distancia, en general pequeña.
La característica principal del dipolo eléctrico es el momento dipolar, que se define como el producto
del valor de la carga por la distancia que existe entre ambas cargas. Esta magnitud es vectorial, y
matemáticamente se escribe como:
La Electrodinámica:
La electrodinámica consiste en el movimiento de un flujo de cargas eléctricas que pasan de una molécula a
otra, utilizando como medio de desplazamiento un material conductor como, por ejemplo, un metal.
Para poner en movimiento las cargas eléctricas o de electrones, podemos utilizar cualquier fuente de fuerza
electromotriz (FEM), ya sea de naturaleza química (como una batería) o magnética (como la producida por un
generador de corriente eléctrica), aunque existen otras formas de poner en movimiento las cargas eléctricas.
Cuando aplicamos a cualquier circuito eléctrico una diferencia de potencial, tensión o voltaje, suministrado por
una fuente de fuerza electromotriz, las cargas eléctricas o electrones comienzan a moverse a través del
circuito eléctrico debido a la presión que ejerce la tensión o voltaje sobre esas cargas, estableciéndose así la
circulación de una corriente eléctrica cuya intensidad de flujo se mide en amper (A).
A.- Cable o conductor de cobre sin carga eléctrica aplicada, es decir, sin cargas o electrones en movimiento. Los
electrones de los átomos que constituyen las moléculas de ese metal (al igual que de cualquier otro material o elemento)
giran constantemente dentro sus respectivas órbitas alrededor del núcleo de cada átomo.
B.- Si se aplica ahora al cable una diferencia de potencial o fuerza electromotriz (FEM) como de una batería, un
generador de corriente eléctrica, etc., el voltaje actuará como una bomba que presiona y actúa sobre los electrones de
los átomos de cobre, poniéndolos en movimiento como cargas eléctricas o lo que es igual, como un flujo de corriente
eléctrica a lo largo de todo el cable desde el mismo momento que se cierra el circuito. El flujo o movimiento de los
electrones se establece a partir del polo negativo de la fuente de fuerza electromotriz (FEM) (1), recorre todo el cable del
circuito eléctrico y se dirige al polo positivo de la propia fuente de FEM (2).
Circuitos eléctricos. Ley de Ohm:
Las principales aplicaciones de la electricidad se obtienen del movimiento de las cargas eléctricas por los
medios conductores. Estas cargas, que forman corrientes en su desplazamiento, se usan para transportar
energía de unos lugares a otros de forma segura y eficaz.
Todo componente de un circuito eléctrico muestra una oposición, aunque sea mínima, al paso de la
corriente. La magnitud que mide esta oposición, llamada resistencia eléctrica, se define como el
cociente entre la diferencia de potencial entre dos puntos y la intensidad de corriente que circula por
ellos:
La resistencia se mide en ohmios (símbolo W), donde 1 W = 1 V / 1 A. Esta magnitud depende de las
características geométricas del cuerpo y de un factor intrínseco del mismo llamado resistividad (símbolo R).
La relación entre la resistencia eléctrica y la resistividad viene dada por:
siendo l la longitud del cuerpo y S su superficie.
Ley de Ohm:
El valor de la resistencia de un conductor metálico es constante sea cual sea la intensidad de
corriente que lo atraviesa y la diferencia de potencial existente entre sus extremos. Este principio se
conoce como ley de Ohm (físico alemán que vivió entre 1789 y 1854).
Corriente continua y alterna:
Se llama corriente continua a aquélla en que el movimiento de cargas se produce de forma permanente y
siempre en un mismo sentido. Este tipo de corriente es el que generan las pilas y las baterías.
En la corriente alterna se utilizan dispositivos especiales para modificar, periódicamente y con gran rapidez,
el sentido de la circulación de las cargas, de manera que cada fragmento de circuito conductor es atravesado
varias veces por misma carga. Esta forma resulta más eficaz para el transporte y aprovechamiento de la
energía. Para obtener corrientes alternas se usan generadores o alternadores.
Unidad de intensidad de corriente:
La intensidad de corriente se mide en amperios (símbolo A). Un amperio equivale a un culombio dividido por
un segundo (1 A = 1 C / 1 s).
Energía eléctrica:
Cuando tenemos el receptor conectado durante un tiempo lo que necesitamos conocer es la energía que
consume.
E  P t
Donde:
E es la energía en Julios (J).
P es la potencia en vatios (W)
.t es el tiempo en segundos (s).
La energía se suele expresar en KW·h
Circuito serie:
Se caracteriza por:



La resistencia total del circuito es la suma de las resistencias RT  R1  R2
que lo componen.
La corriente que circula es la misma por todos los elementos. IT  I1  I 2
La fuerza electromotriz generada por el generador se reparte
V  V1  V2
entre los distintos elementos.
Circuito paralelo:
Se caracteriza por:




La inversa de la resistencia total del circuito es la suma de las inversas
1
1
1
de las resistencias que lo componen.
 
La corriente total que sale del generador se reparte por todos los
elementos.
La fuerza electromotriz generada por el generador llega por igual a
todos los elementos.
RT R1 R2
IT  I1  I 2
VT  V1  V2
Leyes de Kirchoff:
Estas reglas son dos y son solo aplicaciones cómodas de las leyes de conservación de la carga y
energía.
Primera regla de Kirchoff, o regla del nudo.
En cualquier nudo, o conexión, la suma de todas las corrientes que entran, debe ser igual a la suma de
todas las corrientes de salen,(se relaciona con la ley de conservación de la carga).
La segunda regla de Kirchoff, o regla del circuito.
La suma algebraica de los cambios de potencial en torno a cualquier trayectoria cerrada de un circuito
debe ser cero,(se relaciona con la ley de conservación de la energía).
Imanes Permanentes:
Cualquier tipo de imán, ya sea natural o artificial, posee dos polos perfectamente diferenciados:
uno denominado polo norte y el otro denominado polo sur.
Cuando aproximamos los polos de dos imanes, de
inmediato se establecen un determinado número de
líneas de fuerza magnéticas de atracción o de
repulsión, que actúan directamente sobre los polos
enfrentados.
Las líneas de fuerza de atracción o repulsión que se
establecen entre esos polos son invisibles, pero su
existencia se puede comprobar visualmente si
espolvoreamos limallas de hierro sobre un papel o cartulina y la colocamos encima de uno o más
imanes.
Inducción Magnética:
Si cogemos un alambre de cobre o conductor de cobre, ya sea con forro aislante o sin éste, y lo
movemos de un lado a otro entre los polos diferentes de dos imanes, de forma tal que atraviese y
corte sus líneas de fuerza magnéticas, en dicho alambre se generará por inducción una pequeña
fuerza electromotriz (FEM), que es posible medir con un galvanómetro, instrumento semejante a
un voltímetro, que se utiliza para detectar pequeñas tensiones o voltajes.
Este fenómeno físico, conocido como "inducción magnética" se origina cuando el conductor corta
las líneas de fuerza magnéticas del imán, lo que provoca que las cargas eléctricas contenidas en
el metal del alambre de cobre (que hasta ese momento se encontraban en reposo), se pongan en
movimiento creando un flujo de corriente eléctrica. Es preciso aclarar que el fenómeno de
inducción magnética sólo se produce cada vez que movemos el conductor a través de las líneas
de fuerza magnética. Sin embargo, si mantenemos sin mover el alambre dentro del campo
magnético procedente de los polos de los dos imanes, no
se inducirá corriente alguna.
Cuando aplicamos una diferencia de potencial, tensión o
voltaje a un conductor y lo situamos dentro de las líneas de
fuerza de un campo magnético, como el de dos imanes,
por ejemplo, éste será rechazado hacia uno u otro lado, en
dependencia del sentido de dirección que tenga la
corriente que fluye por el conductor.
El campo magnético que se crea alrededor del alambre de
cobre o conductor cuando fluye la corriente eléctrica, hace
que éste se comporte también como si fuera un imán y en esa propiedad se basa el principio de
funcionamiento de los motores eléctricos
Efecto Piezoeléctrico y Piezoeléctrico Inverso
El efecto piezoeléctrico, es un fenómeno físico que presentan algunos cristales debido al cual, aparece una
diferencia de potencial eléctrico (voltaje) entre ciertas caras del cristal cuando éste se somete a una
deformación mecánica y se denomina efecto piezoeléctrico directo.
Este efecto funciona también a la inversa: cuando se aplica un campo eléctrico a ciertas caras de una
formación cristalina, ésta experimenta distorsiones mecánicas (efecto piezoeléctrico inverso). Pierre Curie y
su hermano Jacques descubrieron este fenómeno en el cuarzo y la sal de Rochelle en 1880 y lo denominaron
'efecto piezoeléctrico' (del griego piezein, 'presionar').
Cuando se comprime el cristal, los átomos ionizados (cargados) presentes en la estructura de cada celda de
formación del cristal se desplazan, provocando la polarización eléctrica de ella.
Debido a la regularidad de la estructura cristalina, y como los efectos de deformación de la celda suceden en
todas las celdas del cuerpo del cristal, estas cargas se suman y se produce una acumulación de la carga
eléctrica, produciendo una diferencia de potencial eléctrico entre determinadas caras del cristal que puede ser
muchos voltios.
En el caso contrario, cuando se somete a determinadas caras del cristal a un campo eléctrico externo, los
iones de cada celda son desplazados por las fuerzas electrostáticas, produciéndose una deformación
mecánica.
Dada su capacidad de convertir la deformación mecánica en voltaje eléctrico, y el voltaje eléctrico aplicado en
deformación mecánica, los cristales piezoeléctricos encuentran un basto campo de aplicaciones en:
 Transductores de presión.
 Agujas para los reproductores de discos de vinilo.
 Micrófonos.
 Cristales resonadores para los relojes y en osciladores electrónicos de alta frecuencia.
 Generadores de chispas en encendedores.
 Otros.
Metales Ferromagnéticos:
Los metales que se magnetizan con facilidad reciben el nombre de “paramagnéticos” y los que no se
magnetizan o son difíciles de magnetizar se denominan “diamagnéticos”.
Entre los “paramagnéticos” los metales más fáciles de magnetizar se denominan “ferromagnéticos”,
debido a que fue en el hierro (ferro) el metal en el que se detectó por primera vez esa propiedad. Pero
además del hierro se consideran también ferromagnéticos otros metales como el níquel, el cobalto y
algunos compuestos especiales.
Campo Magnético:
El campo magnético se expresa visualmente mediante líneas de fuerza que, en los imanes, parten del polo
norte y desembocan en el polo sur. Por tanto, las líneas de un campo magnético son siempre cerradas, dado
que todo imán se comporta como un dipolo magnético.
Líneas de fuerza del campo magnético. Estas líneas nacen siempre en el polo norte magnético y se sumergen en el polo sur del imán.
En la imagen se muestra también una brújula, que se orienta según la dirección del campo.
Experimento de Oersted:
El campo magnético también aparece asociado a las cargas eléctricas en movimiento. Al situar la aguja
imantada de una brújula en las proximidades del hilo conductor de un circuito eléctrico por el que fluye
corriente, la brújula abandona su posición norte sur para reorientarse en una dirección perpendicular al hilo.
Esta sencilla experiencia, realizada por el danés Oersted en 1819, ofreció
la primera prueba de la relación entre la electricidad y el magnetismo.
De su interpretación se deduce que las cargas eléctricas en movimiento
generan en el espacio circundante un campo eléctrico y otro magnético de
dirección perpendicular al anterior.
Experimento de Oersted. Al acercar la brújula al hilo conductor por el que circula
corriente, la aguja imantada se orienta en dirección perpendicular al hilo
Ley de Faraday-Henry:
El experimento de Oersted puso de manifiesto que las corrientes eléctricas son capaces de engendrar
campos magnéticos. Para completar la comprensión de las relaciones entre la electricidad y el magnetismo
era necesario constatar el proceso inverso: cómo producir una corriente eléctrica a partir de un campo
magnético. Los trabajos del británico Michael Faraday (1791-1867) y el estadounidense Joseph Henry (17971878) sirvieron para sentar definitivamente las bases del electromagnetismo.
Experimento de Faraday:
La creación de una corriente eléctrica en un circuito a partir de fenómenos magnéticos puede lograrse
mediante un sencillo experimento ideado independientemente por Faraday y por Henry.
Experimento de Faraday. Cuando se mantiene en reposo un imán frente a un circuito eléctrico en forma de espira (a), el
galvanómetro no detecta corriente. Si se acerca el imán al circuito (b), se produce corriente en un sentido, y cuando se
aleja (c), el flujo de corriente toma sentido contrario.
La interpretación que dio Faraday a este experimento es que la aparición de la corriente se debía a la
variación que se producía al mover el imán en el número de líneas de campo magnético que atravesaban el
circuito.
Electroimán:
Si cogemos un trozo de alambre de cobre desnudo, recubierto con barniz aislante y lo enrollamos en forma
de espiral, habremos creado un solenoide con núcleo de aire.
Si a ese solenoide le aplicamos una tensión o voltaje, desde el
mismo momento que la corriente comienza a fluir por las espiras del
alambre de cobre, creará un campo magnético más intenso que el
que se origina en el conductor normal de un circuito eléctrico
cualquiera cuando se encuentra extendido, sin formar espiras.
Después, si a esa misma bobina con núcleo de aire le introducimos
un trozo de metal como el hierro, ese núcleo, ahora metálico,
provocará que se intensifique el campo magnético y actuará como un
imán eléctrico (o electroimán), con el que se podrán atraer diferentes
objetos metálicos durante todo el tiempo que la corriente eléctrica se mantenga circulando por las espiras del
enrollado de alambre de cobre.
Cuando el flujo de corriente eléctrica que circula a través del enrollado de cobre cesa, el magnetismo deberá
desaparecer de inmediato, así como el efecto de atracción magnética que ejerce el núcleo de hierro sobre
otros metales. Esto no siempre sucede así, porque depende en gran medida de las características del metal
de hierro que se haya empleado como núcleo del electroimán, pues en algunos casos queda lo que se
denomina "magnetismo remanente" por un tiempo más o menos prolongado después de haberse
interrumpido totalmente el suministro de corriente eléctrica.
La fuerza magnética de un electroimán se puede incrementar de varias formas, como por ejemplo:
a) añadiendo más espiras de alambre enrollado alrededor del núcleo metálico; b) incrementando el flujo de
corriente; c) elevando la tensión o voltaje aplicado al propio enrollado.
Flujo magnético:
Para contar el número de líneas de campo que atravesaban el circuito en forma de espira de su experimento,
Faraday definió el concepto de flujo magnético como el producto escalar de la densidad del campo
magnético por el vector representativo del área de la espira (perpendicular a la superficie y con módulo
igual a dicha área):
Ley de Faraday:
En el experimento de Faraday-Henry se constata que si el flujo magnético cambia de manera brusca (por
ejemplo, al mover el imán con mayor rapidez), la intensidad de corriente eléctrica inducida aumenta. La
variación del flujo magnético con respecto al tiempo viene dada por la llamada ley de Faraday:
siendo la fuerza electromotriz (f.e.m.) generada por el campo magnético.
Ley de Lenz:
El sentido de la corriente que circula por la espira del experimento de Faraday-Henry se define según la
llamada ley de Lenz (por el físico estonio Heinrich Lenz, 1804- 1865): la corriente inducida por un campo
magnético variable adopta el sentido por el cual tiende a oponerse a la causa que la provoca.
Según la ley de Lenz, al acercar el imán al circuito se genera una corriente que induce un campo magnético
que repele al imán (a). Cuando la barra imantada se aleja (b), la corriente generada engendra un campo que
tiende a atraer al imán hacia el circuito.
Unificación de las leyes de Faraday y Lenz:
Para unir las leyes de Lenz y Faraday en un único principio, se define el concepto de espira orientada que
es aquella en la que se ha establecido una cara privilegiada, llamada principal o positiva, donde se orienta el
vector superficie . Entonces:
La f.e.m. inducida en la espira es positiva cuando la corriente generada tiene el sentido de las agujas del reloj,
y negativa en sentido contrario.
El flujo magnético que atraviesa una espira orientada es igual a
, siempre que
sea el vector representativo de la cara positiva.
Inducción mutua:
Cuando se sitúan próximos dos circuitos eléctricos por los que fluye una corriente variable, cada uno induce
en el otro una f.e.m. que, según la ley de Lenz, tiende a oponerse a la f.e.m. que genera la corriente original
del circuito.
Autoinducción:
Cuando por un circuito aislado fluye una corriente eléctrica variable, se engendra un campo magnético
también variable que induce, a su vez, una corriente eléctrica sobre el propio circuito. La f.e.m. inducida
tiende a oponerse a la original del circuito, en un fenómeno llamado autoinducción.
Electroterapia
La electroterapia es una disciplina que se engloba dentro de la fisioterapia y se define como el arte y la
ciencia del tratamiento de lesiones y enfermedades por medio de la electricidad, una herramienta
extraordinaria al servicio del que domina sus leyes y la fisiologia.
Los principales efectos de las distintas corrientes de electroterapia son:





Anti-inflamatorio.
Analgésico.
Mejora del trofismo.
Potenciación neuro-muscular.
Térmico, en el caso de electroterapia de alta frecuencia.
Se aplica en procesos dolorosos, inflamatorios músculo esqueléticos y nerviosos periféricos, así como en
atrofias y lesiones musculares y parálisis.
Electroestimulación:
La electroestimulación es la técnica que utiliza la corriente eléctrica,
para provocar una contracción muscular, mediante un aparato
llamado electroestimulador, para prevenir, entrenar o tratar los
músculos, buscando una finalidad terapéutica o una mejora de su
rendimiento.
La técnica de la electroestimulación viene empleándose en la
rehabilitación desde hace mucho tiempo, aportando importantes
beneficios en éste campo, sobre todo para resolver las patologías
musculares más comunes como son:
La prevención y el tratamiento de la atrofia muscular, la potenciación,
las contracturas, el aumento de la fuerza para la estabilidad articular,
la profilaxis de la trombosis, y la estimulación de los músculos
paralizados, entre otros, y también para el tratamiento del dolor.
En las personas normalmente inervadas (todas excepto los para y
tetrapléjicos) el impulso eléctrico no estimula directamente la fibra
muscular, sino que lo hace a través del nervio motor (motoneuronas),
que sólo necesitará una cantidad muy pequeña de energía eléctrica para conseguir un estímulo
eficaz
Un electroestimulador es un generador de corriente, que produce impulsos eléctricos con la
energía suficiente para generar un potencial de acción en las células excitables: musculares o
nerviosas (sensitivas con resultados analgésicos y eferentes con resultados excitomotrices), y así
modificar su estado habitual, que es el reposo.
Debemos utilizar un aparato de baja frecuencia (de 1 a 120 impulsos por segundo -Hz-) que nos
asegure una contracción muscular potente, visible y fisiológica, exenta de sensaciones eléctricas
desagradables y que no produzca irritaciones o quemaduras en la piel como pueden llegar a hacer
algunos aparatos.
Los estimuladores musculares pueden tener de uno a cuatro canales (o vías de salida de la
corriente). Cuantos más canales tenga nuestro aparato, mayor será el número de grupos
musculares que podremos a tratar, sobre todo si el aparato es capaz de ejecutar dos programas
distintos al mismo tiempo.
La onda que debe construir el estimulador, es una información imprescindible que debe indicar el
fabricante en las especificaciones técnicas insertas en los manuales y deberá ser: rectangular
bifásica, y compensada simétricamente, para evitar los desagradables y temidos efectos polares
(sensación eléctrica, irritación de la piel y hasta quemaduras), en el lugar de ubicación de los
electrodos por donde pasa la corriente.
Las corrientes de tipo galvánico están desaconsejadas, por el elevado riesgo de quemaduras
químico eléctricas y por la desagradable sensación de electricidad que se percibe a intensidades
incluso bajas.
Algunas de las ventajas aportadas por la electroestimulación son:
 Facilitar la recuperación del músculo fatigado después de la competición, o de un entrenamiento
intenso.
 Incrementar la fuerza, la fuerza explosiva, la fuerza- resistencia, y la resistencia aeróbica, al efectuar
una actuación selectiva de los distintos tipos de fibras musculares.
 Hacer un intenso trabajo muscular, exento de fatiga psicológica y estrés general.
 Desarrollar una red de capilares alrededor de las fibras rápidas, con un aumento y una mejora
sustancial de la microcirculación sanguínea del músculo.
 Un aumento de la masa mitocondrial. :
 Disponer de una cantidad de fibras musculares superior a las que se obtendrían con algún tipo
concreto de contracción voluntaria.
 Modificar la tipología de las fibras musculares, así como su elasticidad.
Electroanalgesia Transcutánea
La utilización de la corriente eléctrica para obtener analgesia se remonta a tiempos muy antiguos, pues los
egipcios ya empleaban anguilas eléctricas en el tratamiento contra la gota y cefaleas. Sin embargo, el
nacimiento de la moderna electroanalgesia puede situarse en torno al 1965, año en que Melzack y Wall
presentan su “teoría del control de la puerta” sobre transmisión del dolor. Las primeras aplicaciones clínicas
son realizadas por Shealy`s y Long, a principios de los años setenta, en la columna dorsal: inicialmente
utilizaron electrodos percutáneos y, más tarde, electrodos de contacto.
A principios de los setenta, aparecen los primeros neurostimuladores portátiles productores de corrientes
pulsadas de baja frecuencia, a los que denomino TENS ( transcutaneous electrical nerve stimulators).
Asimismo, se denominó EENT-TENS (estimulación eléctrica nerviosa Transcutánea) a los electrostimulación
realizada a través de la piel, mediante electrodos de contacto.
Comercialmente, los TENS suelen identificarse con pequeños electrostimuladores compactos, diseñados
para producir de forma no invasiva una acción analgésica, de modo que puedan ser utilizados
domiciliariamente pos los enfermos. No obstante cualquier estimulados adecuadamente diseñado, con
independencia de su forma o tamaño, sea estacionario o portátil, puede utilizarse en electroanalgesia.