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Centro de electricidad y automatización industrial

GUIA DE APRENDIZAJE Modelo de la MejoraContinua

III IIINNNGGG TTTOOOMMMAAASSS EEEDDDUUUAAARRRDDDOOO VVVAAALLLLLLEEEJJJOOO Versión 1 F08 – 6060 – 014 Página 1 de 15

ESTRUCTURA CURICULAR Instalaciones eléctricas residenciales

MODULO DE FORMACION analizar circuitos eléctricos de acuerdo con el método requeridoANEXO 5

MAGNETISMO Y ELECTROMAGNETISMO

Introducción al Magnetismo:

El magnetismo, es uno de los aspectos del electromagnetismo, que es una de lasfuerzas fundamentales de la naturaleza. Las fuerzas magnéticas son producidas porel movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica laestrecha relación entre la electricidad y el magnetismo. El marco que aúna ambasfuerzas se denomina teoría electromagnética. La manifestación más conocida delmagnetismo es la fuerza de atracción o repulsión que actúa entre los materialesmagnéticos como el hierro. Sin embargo, en toda la materia se pueden observarefectos más sutiles del magnetismo. Recientemente, estos efectos hanproporcionado claves importantes para comprender la estructura atómica de lamateria.

Características del Magnetismo:

Aunque hay una estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo, ambasfuerzas son totalmente diferentes. Para que interactúen debe de haber unmovimiento en alguna de ellas. Se sabe que el electrón tiene una cargaelectrostática que aplica una fuerza hacia el centro del electrón, y también se sabeque los electrones tienen un campo magnético a su alrededor debido a su rotaciónorbital. En el momento en que se encuentren van a formar un campoelectromagnético por ser perpendiculares entre sí.

Los únicos materiales magnéticos naturalmente son el Hierro, Níquel y Cobalto. Silos responsables del magnetismo son los electrones entonces nos preguntamos porqué no son todas las sustancias Magnéticas entonces. Esto se debe a que en losátomos con electrones de spin opuesto tienden a formar parejas que anulanmutuamente su magnetismo.

Los materiales naturalmente magnéticos reciben el nombre de “ferromagnéticos”pues se comportan como el Hierro, en lo que se refiere al magnetismo. Estosmateriales no siempre se comportan como imanes, esto se debe a que lasmoléculas están dispersas y sin alinear, por lo que cada una sigue una dirección alazar; cuando estas moléculas están alineadas las fuerzas magnéticas se suman, eneste momento decimos que un material está “magnetizado”.





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 sedetermina 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 delmismo modo que los electrones.

Los imanes presentan atracción y repulsión del mismo modo que las cargas, dondepolos opuestos se atraen y polos semejantes se repelen.

Campo Magnético.

Una barra imantada o un cable que transporta corriente pueden influir en otrosmateriales magnéticos sin tocarlos físicamente porque los objetos magnéticosproducen un 'campo magnético'. Los campos magnéticos suelen representarsemediante 'líneas de campo magnético' o 'líneas de fuerza'. En cualquier punto, ladirección del campo magnético es igual a la dirección de las líneas de fuerza, y laintensidad del campo es inversamente proporcional al espacio entre las líneas. En elcaso de una barra imantada, las líneas de fuerza salen de un extremo y se curvanpara llegar al otro extremo. En los extremos del imán, donde las líneas de fuerzaestán 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 producendiferentes esquemas de líneas de fuerza. La estructura de las líneas de fuerzacreadas por un imán o por cualquier objeto que genere un campo magnético puedevisualizarse utilizando una brújula o limaduras de hierro. Los imanes tienden aorientarse siguiendo las líneas de campo magnético. Marcando la dirección queseñala la brújula al colocarla en diferentes puntos alrededor de la fuente del campomagnético, puede deducirse el esquema de líneas de fuerza. Igualmente, si seagitan limaduras de hierro sobre una hoja de papel o un plástico por encima de unobjeto que crea un campo magnético, las limaduras se orientan siguiendo las líneasde fuerza y permiten así visualizar su estructura.

Los campos magnéticos influyen sobre los materiales magnéticos y sobre laspartículas cargadas en movimiento. En términos generales, cuando una partículacargada se desplaza a través de un campo magnético, experimenta una fuerza queforma 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 muevenen trayectorias curvas.

Líneas Magnéticas.

El campo magnético está formado por líneas de fuerza que se extienden en elespacio partiendo del polo N del imán y dirigiéndose al polo S. Estás líneas defuerza no se cruzan y se van apartando al alejarse del imán. Cuanto más cercanassean las líneas de fuerza y sea mayor el número de ellas más intenso será el campomagnético.





Electromagnetismo.

El movimiento de la aguja de una brújula en las proximidades de un conductor porel que circula una corriente indica la presencia de un campo magnético alrededordel conductor. Cuando dos conductores paralelos son recorridos cada uno por unacorriente, los conductores se atraen si ambas corrientes fluyen en el mismo sentidoy se repelen cuando fluyen en sentidos opuestos. El campo magnético creado por lacorriente que fluye en una espira de alambre es tal que si se suspende la espiracerca de la Tierra se comporta como un imán o una brújula, y oscila hasta que laespira forma un ángulo recto con la línea que une los dos polos magnéticosterrestres.

Cuando un conductor se mueve de forma que atraviesa las líneas de fuerza de uncampo magnético, este campo actúa sobre los electrones libres del conductordesplazándolos y creando una diferencia de potencial y un flujo de corriente en elmismo. Se produce el mismo efecto si el campo magnético es estacionario y elcable 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 elmismo año demostró la inducción de una corriente eléctrica por otra. Durante estemismo periodo investigó los fenómenos de la electrólisis y descubrió dos leyesfundamentales:

Que la masa de una sustancia depositada por una corriente eléctrica en unaelectrólisis es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa por el electrólito.

Que las cantidades de sustancias electrolíticas depositadas por la acción de unamisma cantidad de electricidad son proporcionales a las masas equivalentes de lassustancias.

También demostró que un recinto metálico (caja o jaula de Faraday) forma unapantalla eléctrica. Sus experimentos en magnetismo le llevaron a dosdescubrimientos de gran importancia. Uno fue la existencia del día magnetismo y elotro fue comprobar que un campo magnético tiene fuerza para girar el plano de luzpolarizada que pasa a través de ciertos tipos de cristal.

LEY DE LENZ.

Cuando una corriente empieza a circular por un conductor, se genera un campomagnético que parte del conductor. Este campo atraviesa el propio conductor einduce en él una corriente en sentido opuesto a la corriente que lo causó. En uncable recto este efecto es muy pequeño, pero si el cable se arrolla para formar unabobina, el efecto se amplía ya que los campos generados por cada espira de labobina cortan las espiras vecinas e inducen también una corriente en ellas.





Electromagnetismo

El electromagnetismo es una rama de la Física que estudia y unifica los fenómenoseléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados porMichael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James ClerkMaxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales querelacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentesmateriales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética),conocidas como ecuaciones de Maxwell.

El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones ypredicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales dependientesde la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe losfenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas enreposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y susefectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoríamacroscópica, es decir, aplicable sólo a un número muy grande de partículas y adistancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el Electromagnetismo nodescribe los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar laMecánica Cuántica.

El electromagnetismo considerado como fuerza es una de las cuatro fuerzasfundamentales del universo actualmente conocido.

Historia

Desde la antigua Grecia se conocían los fenómenos magnéticos y eléctricos pero noes hasta inicios del siglo XVII donde se comienza a realizar experimentos y a llegara conclusiones científicas de estos fenómenos.1 Durante estos dos siglos, XVII yXVIII, grandes hombres de ciencia como William Gilbert, Otto von Guericke,Stephen Gray, Benjamín Franklin, Alessandro Volta entre otros estuvieroninvestigando estos dos fenómenos de manera separada y llegando a conclusionescoherentes con sus experimentos.

Michael Faraday.





A principios del siglo XIX Hans Christian Ørsted encontró evidencia empírica de quelos fenómenos magnéticos y eléctricos estaban relacionados. De ahí es que lostrabajos de físicos como André-Marie Ampère, William Sturgeon, Joseph Henry,Georg Simon Ohm, Michael Faraday en ese siglo, son unificados por James ClerkMaxwell en 1861 con un conjunto de ecuaciones que describían ambos fenómenoscomo uno solo, como un fenómeno electromagnético.1

James Clerk Maxwell.

Las ahora llamadas ecuaciones de Maxwell demostraban que los campos eléctricosy los campos magnéticos eran manifestaciones de un solo campo electromagnético.Además describía la naturaleza ondulatoria de la luz, mostrándola como una ondaelectromagnética.2 Con una sola teoría consistente que describía estos dosfenómenos antes separados, los físicos pudieron realizar varios experimentosprodigiosos e inventos muy útiles como la bombilla eléctrica por Thomas AlvaEdison o el generador de corriente alterna por Nikola Tesla.3 El éxito predictivo dela teoría de Maxwell y la búsqueda de una interpretación coherente de susimplicaciones, fue lo que llevó a Albert Einstein a formular su teoría de la relatividadque se apoyaba en algunos resultados previos de Hendrik Antoon Lorentz y HenriPoincaré.

En la primera mitad del siglo XX, con el advenimiento de la mecánica cuántica, elelectromagnetismo tenía que mejorar su formulación con el objetivo de que fueracoherente con la nueva teoría. Esto se logró en la década de 1940 cuando secompletó una teoría cuántica electromagnética o mejor conocida comoelectrodinámica cuántica.

No fue sino hasta el año de 1820, cuando Hans Christian Ørsted descubrió que elfenómeno magnético estaba ligado al eléctrico, que se obtuvo una teoría científicapara el magnetismo.7 La presencia de una corriente eléctrica, o sea, de un flujo decarga debido a una diferencia de potencial, genera una fuerza magnética que novaría en el tiempo. Si tenemos una carga a una velocidad , ésta generará un

campo magnético que es perpendicular a la fuerza magnética inducida por elmovimiento en ésta corriente, así:





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 Biot-Savart:

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 lainducción magnética, dicho en otras palabras, es el flujo magnético por unidad deárea. Experimentalmente se llegó a la conclusión que las líneas de fuerza decampos magnéticos eran cerradas, eliminando la posibilidad de un monopolomagnético. La relación matemática se la conoce como ley de Gauss para el campomagnético:

(2)

Además en la magnetostática existe una ley comparable a la de Gauss en laelectrostática, la ley de Ampère. Ésta ley nos dice que la circulación en un campomagnético 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 másinformación consúltese los artículos principales.

Véase también: Ley de Ampère, Corriente eléctrica, Campo magnético, Ley de Biot-Savart y Momento magnético dipolar

Hasta el momento se han estudiado los campos eléctricos y magnéticos que novarían con el tiempo. Pero los físicos a finales del siglo XIX descubrieron que amboscampos estaban ligados y así un campo eléctrico en movimiento, una corrienteeléctrica que varíe, genera un campo magnético y un campo magnético de por si





implica la presencia de un campo eléctrico. Entonces, lo primero que debemosdefinir es la fuerza que tendría una partícula cargada que se mueva en un campomagnético y así llegamos a la unión de las dos fuerzas anteriores, lo que hoyconocemos como la fuerza de Lorentz:

(3)

Entre 1890 y 1900 Liénard y Wiechert calcularon el campo electromagnéticoasociado a cargas en movimiento arbitrario, resultado que se conoce hoy comopotenciales de Liénard-Wiechert.

Por otro lado, para generar una corriente eléctrica en un circuito cerrado debeexistir una diferencia de potencial entre dos puntos del circuito, a ésta diferencia depotencial se la conoce como fuerza electromotriz o Fem. Ésta fuerza electromotrizes proporcional a la rapidez con que el flujo magnético varía en el tiempo, esta leyfue encontrada por Michael Faraday y es la interpretación de la inducciónelectromagnética, así un campo magnético que varía en el tiempo induce a uncampo eléctrico, a una fuerza electromotriz. Matemáticamente se representadacomo:

(4)

En un trabajo del físico James Clerk Maxwell de 1861 reunió las tres ecuacionesanteriormente citadas (1), (2) y (4) e introdujo el concepto de una corriente dedesplazamiento como una densidad de corriente efectiva y llego a la última de lasecuaciones, la ley de Ampère generalizada (5), ahora conocidas como ecuacionesde Maxwell:

(5)

Las cuatro ecuaciones, tanto en su forma diferencial como en la integral aquídescritas, fueron las revisiones hechas por Oliver Heaviside. Pero el verdaderopoder de éstas ecuaciones, más la fuerza de Lorentz (3), se centra en que juntasson capaces de describir cualquier fenómeno electromagnético, además de lasconsecuencias físicas que posteriormente se describirán.9

Esquema de una onda electromagnética.





La genialidad del trabajo de Maxwell es que sus ecuaciones describen un campoeléctrico que va ligado inequívocamente a un campo magnético perpendicular aéste y a la dirección de su propagación, éste campo es ahora llamado campoelectromagnético.10 Además la solución de estas ecuaciones permitía la existenciade una onda que se propagaba a la velocidad de la luz, con lo que además deunificar los fenómenos eléctricos y magnéticos la teoría formulada por Maxwellpredecía con absoluta certeza los fenómenos ópticos.

Así la teoría predecía a una onda que, contraria a las ideas de la época, nonecesitaba un medio de propagación; la onda electromagnética se podía propagaren 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, puedetener diferente longitud de onda y consecuentemente dicha onda transportaenergía. La radiación electromagnética recibe diferentes nombres al variar sulongitud de onda, como rayos gamma, rayos X, espectro visible, etc.; pero en suconjunto recibe el nombre de espectro electromagnético.

Clásicamente, al fijar un sistema de referencia, se puede descomponer los camposeléctricos y magnéticos del campo electromagnético. Pero al tener a un observadorcon movimiento relativo respecto al sistema de referencia, éste medirá efectoseléctricos y magnéticos diferentes de un mismo fenómeno electromagnético. Elcampo eléctrico y la inducción magnética a pesar de ser elementos vectoriales nose comportan como magnitudes físicas vectoriales, por el contrario la unión de





ambos constituye otro ente físico llamado tensor y en este caso el tensor de campoelectromagnético.11

Así, la expresión para el campo electromagnético es:

Y las expresiones co variantes para las ecuaciones de Maxwell (7) y la fuerza deLorenz (6) se reducen a:

(6)

(7)

Pequeña explicación del magnetismo

Cada electrón es por su naturaleza, un pequeño imán (véase Momento dipolarmagnético electrónico). Ordinariamente, innumerables electrones de un materialestán orientados aleatoriamente en diferentes direcciones, pero en un imán casitodos los electrones tienden a orientarse en la misma dirección, creando una fuerzamagnética grande o pequeña dependiendo del número de electrones que esténorientados.

Además del campo magnético intrínseco del electrón, algunas veces hay que contartambién con el campo magnético debido al movimiento orbital del electrónalrededor del núcleo. Este efecto es análogo al campo generado por una corrienteeléctrica 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 campomagnético total medible.

El comportamiento magnético de un material depende de la estructura del materialy, particularmente, de la configuración electrónica.

Los chinos ya habían desarrollado la técnica lo suficiente como para utilizar labrújula para mejorar la navegación. Alexander Neckham fue el primer europeo enconseguir desarrollar esta técnica, en 1187.





La física del magnetismo

Magnetismo, electricidad y relatividad especial

Como consecuencia de la teoría de la relatividad especial de Einstein, la electricidady el magnetismo estaban comprendidos como vinculantes. Tanto el magnetismo sinla electricidad como la electricidad sin magnetismo serían incoherentes con lanueva teoría por los efectos como la contracción de la longitud, la dilatación deltiempo y la dependencia de la velocidad en el campo magnético. Sin embargo,cuando ambas fueron tomadas en cuenta, la reciente teoría del electromagnetismofue totalmente coherente con la relatividad.5 En particular, un fenómeno que parececomo eléctrico para un observador puede parecer magnético para otro, o másgeneralmente las contribuciones generales de la electricidad y el magnetismo sondependientes del marco de referencia.

Entonces, la "mezcla" de la relatividad especial entre electricidad y magnetismo enuna sola dio un fenómeno inseparable llamado electromagnetismo (análogo a loque 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. unacorriente eléctrica o un dipolo magnético crea un campo magnético, éste al girarimparte una fuerza magnética a otras partículas que están en el campo.

Para una aproximación excelente (pero ignorando algunos efectos cuánticos, véaseelectrodinámica cuántica) las ecuaciones de Maxwell (que simplifican la ley de Biot-Savart en el caso de corriente constante) describen el origen y el comportamientode los campos que gobiernan esas fuerzas. Por lo tanto el magnetismo se observasiempre que partículas cargadas eléctricamente están en movimiento. Por ejemplo,del movimiento de electrones en una corriente eléctrica o en casos del movimientoorbital de los electrones alrededor del núcleo atómico. Estas también aparecen deun dipolo magnético intrínseco que aparece de los efectos cuánticos, p.e. del spinde la mecánica cuántica.

La misma situación que crea campos magnéticos (carga en movimiento en unacorriente o en un átomo y dipolos magnéticos intrínsecos) son también situacionesen que el campo magnético causa sus efectos, creando una fuerza. Cuando unapartícula cargada se mueve a través de un campo magnético B, se ejerce unafuerza F dado por el producto cruz:





Donde 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 esperpendicular al movimiento de la partícula y al campo magnético.

La fuerza magnética no realiza trabajo mecánico en la partícula, esto cambiaría ladirección del movimiento de ésta, pero esto no causa su aumento o disminución dela velocidad. La magnitud de la fuerza es: donde es el ángulo

entre los vectores y .`

Una herramienta para determinar la dirección del vector velocidad de una carga enmovimiento, es siguiendo la ley de la mano derecha (véase Regla de la manoderecha).

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 deuna inducción electromagnética.

Clasificación de los Materiales Magnéticos

Tipo de Material Características

No magnéticoNo afecta el paso de las líneas de Campo magnético.Ejemplo: el Vacío.

DiamagnéticoMaterial débilmente magnético. Si se sitúa una barramagnética cerca de él, esta lo repele.Ejemplo: Bismuto (Bi), Plata (Ag), Plomo (Pb), Agua.

Paramagnético

Presenta un magnetismo significativo. Atraído por la barramagnética.Ejemplo: Aire, Aluminio (Al), Paladio (Pd), MagnetoMolecular.

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 esaproximadamente unos 770 °C).Ejemplo: Hierro (Fe), Cobalto (Co), Níquel (Ni), Acerosuave.





AntiferromagnéticoNo magnético aun bajo acción de un campo magnéticoinducido.Ejemplo: Óxido de Manganeso (MnO2).

FerromagnéticoMenor grado magnético que los materialesferromagnéticos.Ejemplo: Ferrita de Hierro.

Súperparamagnético

Materiales ferromagnéticos suspendidos en una matrizdieléctrica.Ejemplo: Materiales utilizados en cintas de audio y video.

FerritasFerromagnético de baja conductividad eléctrica.Ejemplo: Utilizado como núcleo inductores paraaplicaciones de corriente alterna.

Tipos de materiales magnéticos

Existen diversos tipos de comportamiento de los materiales magnéticos: elferromagnetismo, el día magnetismo y el paramagnetismo.

En los materiales diamagnéticos, la disposición de los electrones de cada átomo estal que se produce una anulación global de los efectos magnéticos. Sin embargo, siel material se introduce en un campo inducido, la sustancia adquiere unaimantación débil y en el sentido opuesto al campo inductor.

Si se sitúa una barra de material diamagnético en el interior de un campomagnético uniforme e intenso, esta se dispone transversalmente respecto de aquel.

Los materiales paramagnéticos no presentan la anulación global de efectosmagnéticos, por lo que cada átomo que los constituye actúa como un pequeñoimán. Sin embargo, la orientación de dichos imanes es, en general arbitraria, y elefecto global se anula.

Así mismo, si el material paramagnético se somete a la acción de un campomagnético inductor, el campo magnético inducido en dicha sustancia se orienta enel sentido del campo magnético inductor.

Esto hace que una barra de material paramagnético suspendida libremente en elseno de un campo inductor, se alinee con este.





El magnetismo inducido, aunque débil, es suficiente intenso como para imponer alefecto magnético. Para comparar los tres tipos de magnetismo se emplea la razónentre el campo magnético inducido y el inductor.

Electro magnetos

Un electroimán es un imán hecho de alambre eléctrico bobinado en torno a unmaterial magnético, como el hierro. Este tipo de imán es útil en los casos en que unimán debe estar encendido o apagado, por ejemplo, las grandes grúas paralevantar chatarra de automóviles.

Para el caso de corriente eléctrica se desplazan a través de un cable, el camporesultante se dirige de acuerdo con la "mano derecha regla." Si la mano derecha seutiliza como un modelo, y el pulgar de la mano derecha a lo largo del cable depositivo hacia el lado negativo (“convencional actual", a la inversa de la direccióndel movimiento real de los electrones), entonces el campo magnético recapitulaciónde todo el cable en la dirección indicada por los dedos de la mano derecha. Comopuede observarse geométricamente, en caso de un bucle o hélice de cable estáformado de tal manera que el actual es viajar en un círculo, a continuación, todaslas líneas de campo en el centro del bucle se dirigen a la misma dirección, lo quearroja un 'magnética dipolo ' cuya fuerza depende de la actual en todo el bucle, o elactual en la hélice multiplicado por el número de vueltas de alambre. En el caso deese bucle, si los dedos de la mano derecha se dirigen en la dirección del flujo decorriente convencional (es decir, el positivo y el negativo, la dirección opuesta alflujo real de los electrones), el pulgar apuntará en la dirección correspondiente alpolo 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 enotro campo magnético. Inducir el magnetismo del acero en los resultados en unimán permanente sino de hierro pierde su magnetismo cuando la inducción decampo se retira. Un imán temporal como el hierro es un material adecuado para loselectroimanes. Magnetos son hechas por acariciar con otro imán, la grabación,mientras que fija en un campo magnético opuesta dentro de una solenoide bobinase suministra con una corriente directa. Un imán permanente puede ser laremoción de los imanes de someter a la calefacción, fuertes golpes o, colocarlodentro 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





Proyecto Electromagnetismo

Materiales

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 queentran en juego fuerzas como la de la gravedad y la creada por el campo magnético de unpequeño imán y el campo electromagnético generado por la pila y la rueda de cobre que seencuentra en el medio... Estas fuerzas hacen que el círculo hecho de alambre de cobre gire poracción de la fuerza electromagnética generada por él y la pila que tiene conectada y el pequeñoelectroimán que se encuentra apostado en la base de madera.

Desarrollo

Para construir el motor simple se han seguido los siguientes pasos:

1. Se corta un trozo de madera de 15 cms por 10 cms2. Se lijan el trozo de madera3. Se pegan la base dos soportes de cobre ( Estos sostendrán la bobina de cobre que se

encuentra en el medio )4. Se pega el pequeño imán en el medio de los dos soportes de cobre (En la base de madera

del proyecto)5. Se conectan los dos caimanes, uno a cada soporte de cobre.6. Se conecta repetidamente los caimanes a la pila.





Construcción de un motor elemental

Este experimento ha suscitado un gran interés y asombro por su curiosidad y sencillez. Se trata deun simple motor eléctrico formado por una pila, un cable arrollado en forma de espira, un imánpermanente.Al circular una corriente eléctrica por la espira, se genera un campo magnético que, al enfrentarseal 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 quecontactan con los clips, pero sólo la mitad. La razón de no lijarlos del todo estriba en el hecho deque, al girar la espira 180°, el campo magnético que crea tiene un sentido contrario al anterior, yla espira cambiaría también su sentido de giro, por lo que giraría un poco hacia adelante y haciaatrás hasta pararse.Con este experimento se demuestra el fundamento básico de un motor eléctrico.

Conclusiones

La repulsión de los campo magnéticos tanto el eléctrico como el del imán genera que lapequeña rueda se mueva en círculos simulando el movimiento de un motor de corrientealterna.

Si los polos de la pila se invierten el movimiento de la rueda también girara en sentidocontrario al puesto inicialmente

Se produce un calentamiento de la fuente de energía debido a la circulación sin oposiciónde la corriente en circuito.

La rueda espiralaza al interior de los cables también se caliente debido a el choque de losdos campos magnéticos repeliéndose y al paso de la corriente inducida con la pila.

Bibliografía

http://www.madrimasd.org/cienciaysociedad/taller/medio/levita-clip/default.asp

http://www.madrimasd.org/cienciaysociedad/taller/medio/levita-clip/default.asp

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