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Prsentacón del tema de electromagnetismo
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Prof. Pedro Eche Querevalú
CTA
5to de Secundaria
2011
Contenido Temático
Recursos
Evaluación
Bibliografía
Créditos
Presentación
Inicio
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.
Presentación
Ferrofluido que se agrupa
cerca de los polos de un
magneto poderoso.
Inicio
ELECTROMAGNETISMO
LA EXPEERIENCIA OERSTED
LÍNEAS DE FUERZA DE UN CONDUCTOR RECTO DE CORRIENTE
CAMPO MAGNÉTICO GENERADO POR UN CONDUCTOR RECTILÍNEO INFINITO
CAMPO MAGNÉTICO GENERADO EN EL CENTRO DE UNA ESPIRA CIRCULAR
CAMPO MAGNÉTICO GENERADO EN EL INTERIOR DE UN SOLENOIDE O BOBINA
PROBLEMA
Contenido Temático
Inicio
ELECTROMAGNETISMOEl electromagnetismo estudia la interacción entre cargas eléctricas, a
través del concepto de campo electromagnético. La importancia de la
teoría electromagnética hoy en día es incuestionable, dada la gran
cantidad de aplicaciones en nuestro mundo cotidiano.
En 1819 el físico danés Hans Christian Oersted (1777-1851) decubrió que un
conductor con corriente era capaz de perturbar una brújula magnética. Con su
descubrimiento Oersted logró unir dos ramas de la física que parecían
independientes: la electricidad y el magnetismo.
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Inicio
LA EXPERIENCIA DE OERSTEDSin 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.
Hans Oersted estaba preparando su clase de física en la
Universidad de Copenhague, una tarde del mes de abril, cuando
al mover una brújula cerca de un cable que conducía corriente
eléctrica notó que la aguja se deflectaba hasta quedar en una
posición perpendicular a la dirección del cable. Más tarde repitió
el experimento una gran cantidad de veces, confirmando el
fenómeno. Por primera vez se había hallado una conexión entre
la electricidad y el magnetismo, en un accidente que puede
considerarse como el nacimiento del electromagnetismo.
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Inicio
LÍNEAS DE FUERZA DE UN CONDUCTOR RECTO DE CORRIENTE
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Para saber cómo son la líneas de fuerza magnética en las cercanías de un
conductor recto, se esparcen limaduras de hierro sobre un papel que es
atravesado perpendicularmente por un conductor de corriente. Se observa que:
Las líneas de fuerza forman circunferencias concéntricas alrededor del
conductor.
Para determinar la orientación de las líneas de fuerza colocamos una brújula en
una de las líneas. Cuando la corriente circula hacia arriba, la brújula indica que las
líneas de fuerza tienen sentido antihorario y cuando la corriente circula hacia abajo,
tienen sentido horario. Para recordar este hecho podemos usar la regla del pulgar
derecho.
La regla del pulgar derecho
Con la mano derecha se envuelve el conductor de tal manera que el pulgar indique
el sentido de la corriente. La dirección de las líneas de fuerza está dada por la
dirección de los dedos que envuelven el conductor.
Inicio
Las líneas de fuerza del campo magnético creado por
un conductor rectilíneo son circunferencias concéntricas
y perpendiculares al conductor eléctrico.
Para saber la dirección que llevan dichas líneas de
fuerza nos ayudaremos con la regla de la mano
derecha.
En 1820 los físicos franceses Jean B. Biot y Felix Savart
demostraron que la intensidad de la inducción
magnética en un punto dado que genera un conductor
muy largo (teóricamente infinito) es directamente
proporcional a la intensidad de la corriente I e
inversamente proporcional al radio r de la línea de
fuerza que pasa por dicho punto.
CAMPO MAGNÉTICO GENERADO POR UN CONDUCTOR RECTILÍNEO INFINITO
En el vacío: µo = 4 x 10-2
Inicio
Tesla
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A continuación una tabla de los múltiplos y submúltiplos del Sistema
Internacional de Unidades.
Inicio
CAMPO MAGNÉTICO GENERADO EN EL CENTRO DE UNA ESPIRA CIRCULAR
Si un conductor con corriente es
doblado para formar una espira
circular de radio r, el campo
magnético se hace muy intenso en
el centro de la espira.
Para calcular la intensidad del
campo magnético en el centro de la
espira usamos la fórmula:
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Campo magnético generado en el centro de una espira
Para un conjunto de N espiras la intensidad del campo se
hace N veces más intenso.
Inicio
Una bobina es un conjunto de espiras
enrolladas en forma helicoidal alrededor
de un núcleo de radio pequeño comparado
con su longitud. El campo magnético que
genera es muy semejante al de una barra
magnética.
Una bobina con núcleo de hierro o acero
genera un campo magnético muy intenso;
a este tipo de bobina se le llama
ELECTROIMAN. Los electroimanes son
muy útiles en la tecnología, los
encontramos en los parlantes y hasta en
las enormes grúas.
Para calcular la intensidad del campo
magnético en el interior de una bobina usamos la siguiente fórmula:
CAMPO MAGNÉTICO GENERADO EN EL INTERIOR DE UN SOLENOIDE O BOBINA
Inicio
PROBLEMA 1Una alambre de conductor muy largo transporta una corriente de intensidad I = 2 A.
Calcular la intensidad del campo magnético generado por el conductor a 2 cm de él.
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Solución:
1.- Calculamos la intensidad del campo magnético
Datos:
I = 2 A
R = 2 cm = 0,02 m
B= ?
Aplicamos la fórmula para un conductor rectilíneo muy largo
Rpta.- La intensidad del campo
magnético es de 2.10 -5T=20
µT
r
IB
20
B = 2.10 -5T=20 µT
m
AATmB
02,02
2/10.4 7
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PROBLEMA 2Una espira circular tiene un radio de 10 cm y transporta una corriente de 5 A. Calcula la
intensidad del campo magnético en el centro de la espira.
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Solución:
1.- Calculamos la intensidad del campo magnético en el centro de la espira.
Datos:
r = 10 cm = 0,10 m
I= 5 A
B= ?
Aplicamos la fórmula para una espira circular
r
IB
20
B = π.10 -5T=10 µT
Rpta.- La intensidad del campo
magnético para una espira circular
es de π.10 -5T=10 µT
m
AATmB
10,02
5/10.4 7
Inicio
PROBLEMA 3Una bobina tiene 100 espiras en 5 cm de longitud. Calcular la intensidad del campo
magnético en el interior de la bobina cuando circule por el conductor una intensidad de
corriente de 4 A.
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Solución:
1.- Calculamos la intensidad del campo magnético para una bobina
Datos:
I = 4 A
N = 100 espiras
L = 5 cm = 0,05 m.
B= ?
Aplicamos la fórmula para una bobina
L
NIB 0
B = 0,01 µT
Rpta.- La intensidad del campo
magnético para una bobina es de
0,01 µT
m
AATmB
05,0
4)100(/10.4 7
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Actividades interactivas
Recursos
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actividades educativas lúdicas
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Créditos
Electromagnetismo
http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema9/index9.htm
Imagen Oersted
http://www.phy6.org/earthmag/oersted.htm
Unidades de Tesla
http://es.wikipedia.org/wiki/Tesla_(unidad)
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