magnetismo y campo magnético
TRANSCRIPT
MAGNETISMO Y CAMPOMAGNÉTICO
IMANES
Un imán es un mineral metálico que
tiene la propiedad de atraer a otros
metales.
Los imanes naturales están formados
por elementos como hierro, cobalto y
níquel.
Se observó que un trozo de material
ferromagnético puesto en las
cercanías de un imán muy poderoso
(o frotado con él), adquiría las mismas
propiedades (imanes artificiales).
EL MAGNETISMO
El magnetismo se presenta en la naturaleza de dos formas:
magnetismo terrestre y la magnetita (óxido de hierro o
piedra imán).
Existen imanes naturales, artificiales y electroimanes. Todos
ellos tienen la característica de atraer materiales ferrosos.
Los imanes tienen dos polos, llamados norte y sur, los del
mismo tipo se repelen y los polos distintos se atraen.
Las brújulas son un tipo especial de imán, que se utilizan
para orientarse geográficamente, utilizando el magnetismo
terrestre.
POLOS DE UN IMÁN
El polo norte de un imán se orienta hacia el polo sur magnético, que está próximo al polo norte geográfico.
El polo sur del imán se orienta hacia el polo norte magnético, que está próximo al polo sur geográfico
SI SE DIVIDE UN IMÁN, NO SE AISLA UN POLO, SE
CREAN DOS IMANES MENORES
VISUALIZACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO
El campo magnético se representa
mediante líneas que se dirigen del polo
norte al polo sur
DOMINIOS MAGNÉTICOS
Dominios orientados al azar
Alineación de los dominios
magnéticos
LA BRÚJULA
La brújula consiste en una aguja imantada que
siempre señala el Norte, debido a que la aguja se
siente atraída por los polos magnéticos Norte y
Sur de la Tierra.
EL CAMPO MAGNÉTICO DE LA TIERRA
Es un fenómeno natural originado por los movimientos de metales
líquidos en el núcleo del planeta y está presente en la Tierra y en
otros cuerpos celestes como el Sol.
No es estable, sino que se desplaza en el curso de las eras
geológicas (actualmente a 40 km/año).
El polo norte magnético, está cerca del polo norte geográfico (a
unos 1600 - 1800km del polo norte)
El polo sur magnético se encuentra al sur de Australia (a unos
2600 km del polo sur).
Existe en la actualidad una inversión magnética (el norte
magnético es en realidad un polo sur).
LA TIERRA: UN IMÁN
ELECTRICIDAD Y EL MAGNETISMO
Hasta 1820, se pensó que el magnetismo era
independiente de la electricidad. En ese año,
Hans Oersted descubrió que una corriente
eléctrica desvía la aguja de una brújula.
Estableciéndose que el magnetismo estaba
relacionado con la electricidad, por lo que pueden
ser estudiados de manera conjunta.
El electromagnetismo, que es una disciplina de la
Física, permite entender los fundamentos de la
generación de energía eléctrica.
EXPERIMENTO DE OERSTED
Cuando muchas cargas se mueven por un conductor rectilíneo (circulación de corriente eléctrica) se produce un campo magnético, formando círculos concéntricos en torno al conductor rectilíneo.
CORRIENTE ELÉCTRICA Y
CAMPO MAGNÉTICO
r
CAMPO MAGNÉTICO DE UN ALAMBRE RECTO
Y LARGO
“si se sujeta el alambre con la mano derecha, con el
pulgar en la dirección de la corriente, como en la
figura, los dedos se curvan en la dirección de B”
FUERZA MAGNÉTICA
Como resultado de los estudios que acabamos de
citar fue posible establecer el principio básico de
todos los fenómenos magnéticos: cuando cargas
eléctricas están en movimiento, entre ellas surge
una fuerza que se denomina fuerza magnética.
La desviación en la aguja del experimento de
Oersted, se debió a la existencia de dicha fuerza.
Para una partícula electrizada positivamente con
carga q, que se mueve con una velocidad v por un
punto donde existe un campo magnético B, queda
sujeta a la acción de una fuerza magnética F que
tiene las características siguientes:
- Módulo: ⎜F⎥ = q · v · B sen θ, donde θ es el
ángulo entre v y B.
- Dirección: F es perpendicular a v y B.
- Sentido: dado por la “regla de la palma de la
mano derecha”, que se ilustra en la figura
Notas:
- Si la carga q fuese negativa, el sentido de la fuerza
magnética será contraria a la que se obtiene para
una carga positiva.
- Si la carga entra paralela a un campo magnético,
la fuerza magnética es nula.
- La intensidad de la fuerza magnética es máxima,
cuando entra perpendicular al campo magnético.
- Una carga eléctrica en reposo no interactúa con un
campo magnético.
- La unidad de medida en el S.I del campo
magnético, es el Tesla (T).
EL ELECTROIMÁN
Un trozo de hierro introducido en una bobina por
la cual circula una corriente eléctrica, produce que
los dominios magnéticos del hierro se alineen.
Este es el principio de funcionamiento de un
electroimán.
CORRIENTE INDUCIDA
Faraday y Henry descubrieron que se podía generar corriente eléctrica en un alambre con el simple movimiento de un imán en una bobina.
Estos científicos descubrieron que el movimiento relativo entre un alambre y un campo magnético inducía un voltaje.
GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD
Un generador eléctrico es todo
dispositivo capaz de mantener una
diferencia de potencial eléctrico
entre dos de sus puntos, llamados
polos.
Los generadores eléctricos son
máquinas destinadas a
transformar la energía mecánica
en eléctrica.
Esta transformación se consigue
por la acción de un campo
magnético sobre los conductores
eléctricos dispuestos sobre una
armadura.
EL GENERADOR ELÉCTRICO
Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz
de mantener una diferencia de potencial eléctrico
entre dos de sus puntos, llamados polos.
Los generadores eléctricos son máquinas
destinadas a transformar la energía mecánica en
eléctrica. Esta transformación se consigue por la
acción de un campo magnético sobre los
conductores eléctricos dispuestos sobre una
armadura.
Los generadores pequeños requieren de una
bobina y un imán, y los grandes de un conjunto de
bobinas y electroimanes.
GENERADOR ELÉCTRICO BÁSICO
EL MOTOR ELÉCTRICO
Un motor eléctrico está basado en el mismo
principio de funcionamiento que el del generador.
Éste está encargado de transformar energía
eléctrica en mecánica, a partir de un imán y una
bobina en movimiento. Es el proceso inverso de
un generador.
“EL FUNCIONAMIENTO DE UN
TRANSFORMADOR”
EL TRANSFORMADOR
1N
2N
1V
2V
Es un dispositivo que permite aumentar o disminuir el voltaje de una corriente alterna.Está compuesto por una bobina primaria y otra secundaria, unidas mediante un núcleo de hierro laminado.
1. PARTES DE UN TRANSFORMADOR ELÉCTRICO
El transformador es una máquina eléctrica, que
tiene como función cambiar los niveles de
voltaje, para así adaptarlos a las características
nominales de los equipos que requieren ser
conectados a una red eléctrica (que tiene un nivel
de voltaje fijo).
Está formado por dos bobinas de alambre de
cobre aislado, enrolladas alrededor de una pieza
de hierro laminado. Puede ser del tipo reductor o
elevador, dependiendo de cómo se disponen
ambas bobinas (de distinto número de vueltas).
TRANSFORMADOR REDUCTOR
2. EL FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR
ELÉCTRICO
El voltaje en un generador eléctrico se induce, ya
sea cuando una bobina se mueve a través de un
campo magnético, o bien cuando el campo
producido en los polos en movimiento cortan una
bobina estacionaria. En ambos casos, el flujo total
es sustancialmente constante, pero hay un
cambio en la cantidad de flujo que eslabona a la
bobina. Este mismo principio es válido para el
transformador, sólo que en este caso las bobinas
y el circuito magnético son estacionarios, en tanto
que el flujo magnético cambia continuamente.
El cambio en el flujo se puede obtener aplicando
una corriente alterna en la bobina. La corriente, a
través de la bobina, varía también en magnitud
con el tiempo.
El flujo cambiante que se aplica en uno de los
devanados, induce un voltaje en el primario. Si se
desprecia la caída de voltaje por resistencia del
devanado primario, el valor del voltaje será igual y
de sentido opuesto al voltaje aplicado.
Se tiene la siguiente relación entre los voltajes y
el número de espiras en el devanado primario y
secundario:
3. APLICACIÓN DE UN TRANSFORMADOR
La principal aplicación de un transformador, es
como parte de la fuente de alimentación de
equipos electrónicos.
USO DE TRANSFORMADORES
SÍNTESIS DE LA CLASE
Se puede producir
al circular corriente
por un conductor
Naturales
Pueden ser
Imanes
ArtificialesGeneran
Campo magnético
Fuerza
magnética
Produce
Magnetismo
se observa en
Polo norte
magnético
Poseen polos
Polo sur
magnético