Las ideas

no se

imponen, se

proponen

INTRODUCCIÓN

Hace mas de dos mil años en la ciudad de Magnesia en Turquía se descubrió una

roca negra la cuál atraía al hierro, al cuál lo nombraron magnetita o piedra imán

.Y a la fuerza de atracción se le conoce como magnetismo, y al objeto que ejerce

una fuerza magnética se le llama imán.

A las regiones donde se concentra la fuerza del imán se llaman polos magnéticos.

Teoría Moderna del Magnetismo

El magnetismo es el resultado del movimiento de los electrones en los átomos de

las sustancias. Por lo tanto el magnetismo es una propiedad de la carga en

movimiento y está estrechamente relacionado con el fenómeno eléctrico. De

acuerdo con la teoría clásica, los átomos individuales de una sustancia magnética

son, en efecto, diminutos imanes con polos norte y sur. La polaridad magnética

de los átomos se basa principalmente en el espín de los electrones y se debe sólo

en parte a sus movimientos orbitales alrededor del núcleo.

En el Electromagnetismo se tiene partículas puntuales caracterizadas por su

"carga eléctrica", la que puede ser positiva o negativa. Cargas de igual signo se

repelen y cargas de distinto signo se atraen (Ley de Coulomb). La base del

Electromagnetismo corresponde al concepto de "Campo Electromagnético" y a

las cuatro Ecuaciones de Maxwell.

El campo magnético es producido por la corriente eléctrica que circula por un

conductor. Los imanes están rodeados por un espacio en el cual se manifiestan

sus efectos magnéticos .Dichas regiones se llaman campos magnéticos. Las líneas de

campo magnético, llamadas líneas de flujo, son muy convenientes para visualizar los

campos magnéticos. La dirección de una línea de flujo en cualquier punto tiene la

misma dirección de la fuerza magnética que actuaría sobre un imaginario polo

norte aislado y colocado en ese punto. las líneas de flujo magnético salen del polo

norte de un imán y entran en el polo sur. A diferencia de las líneas de campo

eléctrico, las líneas de flujo magnético no tienen puntos iniciales o finales; forman

espiras continuas que pasan a través de la barra metálica.

La Ley de Faraday establece que la corriente inducida en un circuito es

directamente proporcional a la rapidez con que cambia el flujo magnético que lo

atraviesa.

Inducción electromagnética: Es el principio sobre el que se basa el

funcionamiento del generador eléctrico, el transformador y muchos otros

dispositivos.

Supongamos que se coloca un conductor eléctrico en forma de circuito en una

región en la que hay un campo magnético. Si el flujo F a través del circuito varía

con el tiempo, se puede observar una corriente en el circuito (mientras el flujo

está variando). Midiendo la fem inducida se encuentra que depende de la rapidez

de variación del flujo del campo magnético con el tiempo.

El significado del signo menos, es decir, el sentido de la corriente inducida se

muestra en la figura.

Un imán podemos considerarlo como un sistema de dos cargas

magnéticas iguales y opuestas separadas una distancia L. El campo

magnético en las proximidades de un polo magnético tiene una

expresión similar a la del campo eléctrico de una carga puntual.

donde K=m 0q/4p. m 0 es la permitividad magnética en el vacío, y q

es la carga magnética de un polo del imán. El campo es radial y su

módulo disminuye con la inversa del cuadrado de la distancia a la

carga magnética

El flujo del campo magnético de

dicho campo a través de una espira situada a

una distancia x del polo magnético q es

El flujo total es la suma de los

flujos debidos a los campos creados por las

dos polos magnéticos

Ahora calculamos el flujo total a través de todas las espiras del

solenoide. Se supone que el solenoide tiene muchas espiras

apretadas de modo que el número de espiras entre las posiciones x

y x+dx vale

donde N es el número total de espiras, y H es la longitud del

solenoide.

Para calcular la fem derivamos el flujo respecto del tiempo y lo

cambiamos de signo.

donde la derivada de la posición z del imán respecto del tiempo

t es la velocidad v del imán.

El físico ruso Heinrich Lenz (1804-1865) enunció una

Ley sobre inducción magnética que lleva su nombre:

siempre que se induce una fem, la corriente

inducida tiene un sentido tal que tiende a oponerse

a la cusa que lo produce.

De acuerdo con la Ley de Lenz, el sentido de la corriente

inducida es contrario al de la corriente requerida para

provocar el movimiento del campo magnético que la ha

engendrado. Para comprender mejor esta Ley observemos la figura siguiente en (a)

cuando el polo norte del imán se acerca a la bobina, la corriente inducida

representada por la letra i tiene el sentido señalado por las flechas; de tal manera que,

de acuerdo con la regla de la mano izquierda, los polos norte de la bobina y del imán

se encuentran juntos.

Como los polos del mismo nombre se rechazan, el polo norte de la bobina

presenta una oposición al movimiento de aproximación del inductor, es decir del

imán. En (b) si el imán se aleja, cambia el sentido de la corriente i en la bobina, por lo

tanto el extremo del polo norte, ahora será el polo sur que atrae al polo norte del

imán y se opone a su alejamiento.

En estas condiciones podríamos expresar la Ley de Lenz en los

siguientes términos:

1.-> La corriente inducida en la bobina, es tal que el campo magnético

producido por ella se opone al campo magnético del imán que la genera. Es

evidente que el sentido de la fem y el de la corriente inducida es el mismo, pues

apoya el principio de la conservación de la energía.

2.->La corriente inducida en el circuito genera un campo magnético que

de acuerdo con la Ley de Lenz se opone a la variación del flujo magnético,

porque de no ser así el campo magnético de la corriente inducida aumentaría la

variación del flujo magnético y produciría una corriente mayor. Ello implicaría un

aumento desproporcional de la corriente con la simple producción de una

insignificante variación inicial de las líneas del flujo magnético; de tal modo se

obtendría energía eléctrica de manera ilimitada, lo cual es imposible.

MOTORES

ELÉCTRICOS

Un motor eléctrico no es

más que una máquina que

convierte la energía

eléctrica en energía

mecánica; aprovechando la

relación íntima entre

magnetismo y electricidad.

Un motor eléctrico no es más que una máquina que convierte la energía

eléctrica en energía mecánica; aprovechando la relación íntima entre

magnetismo y electricidad. El motor eléctrico permite la transformación de

energía eléctrica en energía mecánica, esto se logra mediante la rotación de un

campo magnético alrededor de una espira o bobinado que toma diferentes

formas.

Al pasar la corriente eléctrica por la bobina ésta se comporta como un imán

cuyos polos se rechazan o atraen con el imán que se encuentra en la parte

inferior; al dar media vuelta el paso de corriente se interrumpe y la bobina deja

de comportarse como imán pero por inercia se sigue moviendo hasta que da

otra media vuelta y la corriente pasa nuevamente repitiéndose el ciclo haciendo

que el motor rote constantemente.

Un motor eléctrico sencillo se necesitan: 3 clips de 5cm, una tabla de 15x15, alambre de

cobre calibre 22, 2 clavos de ¾ de pulgada, chinches, pinzas puntiagudas, pila d, martillo,

cinta de aislar

El procedimiento lo obtuve del libro

Energía

Editorial Time-life

Autor: Mitchell A. Wilson,