viernes, 7 de junio de 2013

Tema 2. Los fenómenos electromagnéticos y su importancia

La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quién lo expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).

El descubrimiento de Oersted según el cual las cargas eléctricas en movimiento interaccionan con los imanes y el descubrimiento posterior de que los campos magnéticos ejercen fuerzas sobre corrientes eléctricas, no solo mostraba la reacción entre dos fenómenos físicos hasta entonces independientes, sino también porque podría ser un camino para producir corrientes eléctricas de un modo mas barato que con la pila de volta.Faraday fue el que obtuvo primeros resultados positivos en la producción de corrientes eléctricas mediante campos magnéticos.

Leyes de Faraday y de Lenz: Faraday descubrió que cuando un conductor es atravesado por un flujo magnético variable, se genera en el una fuerza electromotriz inducida que da lugar a una corriente eléctrica.

El sistema que generaba la corriente (el imán en nuestra experiencia) se llama inductor y el circuito donde se crea la corriente, inducido (la bobina en nuestro caso).

Este fenómeno de inducción electromagnética se rige por dos leyes, una de tipo cuantitativo conocida con el nombre de ley de Faraday y otra de tipo cualitativo o ley de Lenz.

El sentido de la fuerza electromotriz inducida es tal que la corriente que crea tiende mediante sus acciones electromagnéticas, a oponerse a la causa que la produce.

Ley de Faraday: Faraday observo que la intensidad de la corriente inducida es mayor cuanto más rápidamente cambie el número de líneas de fuerza que atraviesan el circuito. (En nuestro caso cuanto mayor es la velocidad del imán o de la bobina, mayor es la intensidad de la corriente se crea en esta ultima) Este hecho experimental esta reflejado en la ley que se enuncia: La fuerza electromotriz e inducida en un circuito es directamente proporcional a la velocidad con que cambia el flujo que atraviesa el circuito.


INDUCCIÓN ELECTROMAGNETICA¿Qué es campo magnatico?Se puede definir el campo magnético como la región del espacio donde se manifiestan acciones sobre las agujas magnéticas.Una carga en movimiento crea en el espacio que lo rodea, un campo magnético que actuara sobre otra carga también móvil, y ejercerá sobre esta ultima una fuerza magnética.Campo de fuerzas magnéticas:Las limaduras y alfileres de hierro, dejados sobre una mesa, se mueven cuando se les acerca un imán. Si dicho imán se acerca a una brújula, la aguja se desvía estas y otras más demuestran que el espacio alrededor del imán adquiere propiedades especiales, ya que el imán es capaz de ejercer fuerzas en su entorno, es decir, el imán crea un campo de fuerzas. Según esto, en el campo gravitatorio la fuerza se manifiesta sobre una masa, y en el campo eléctrico sobre una carga eléctrica. En el campo magnético no se dice sobre un polo magnético, sino sobre una aguja magnética o limaduras que siempre poseen dos polos. Esto es debido a que si se parte una aguja magnética o cualquier otro imán por su línea neutra, se comprueba que cada una de las partes se comporta como un nuevo imán.Si se siguen subdividiendo los nuevos imanes, todos los fragmentados obtenidos actúan como un imán, con sus polos norte y sur bien diferenciados. Es decir en un imán no es posible separar dos polos magnéticos. Se puede definir el campo magnético como la región del espacio donde se manifiestan acciones sobre las agujas magnéticas.La inducción electromagnética es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos variables con el tiempo. El descubrimiento por Faraday y Henry de este fenómeno introdujo una cierta simetría en el mundo del electromagnetismo. Maxwell consiguió reunir en una sola teoría los conocimientos básicos sobre la electricidad y el magnetismo. Su teoría electromagnética predijo, antes de ser observadas experimentalmente, la existencia de ondas electromagnéticas. Hertz comprobó su existencia e inició para la humanidad la era de las telecomunicaciones.Fecha: 1825Utilidad: Capacidad de variar rápidamente la intensidad del campo magnético que genera.Inventor: William SturgeonEl electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se genera mediante la circulación de una corriente eléctrica a través de un conductor. Su superioridad frente al imán permanente reside en que la intensidad del campo generado depende de la cantidad de corriente que circule a través de él, y por tanto es posible controlar su comportamiento. Sin embargo, en aplicaciones en las cuales no sea necesario modificar el campo magnético o hacerlo desaparecer, el imán permanente es superior, ya que puede generar campos mayores a igualdad de tamaño.Fue inventado en 1825 por un electricista británico llamado William Sturgeon. Para ello se basó en los estudios de Hans Christian Ørsted, un físico danés que descubrió que el flujo de una corriente eléctrica a través de un conductor genera un campo magnético a su alrededor. El electroimán de Sturgeon consistía en una pieza metálica aislada con forma de herradura (o forma de U, para acercar los polos y concentrar las líneas de fuerza magnética) envuelta en una bobina: una espiral de conductor con una gran cantidad de vueltas (cuantas más vueltas tenga la bobina, más potente será el electroimán).Un avance importante en la evolución del electroimán fue gracias a Joseph Henry, un científico estadounidense que cambió el aislamiento del hierro por el aislamiento del conductor, consiguiendo mejores resultados que Sturgeon. Además descubrió el principio de inducción electromagnética de forma paralela a Faraday, aunque fue publicado antes por éste ultimo. Puso en práctica sus conocimientos sobre electromagnetismo para ayudar a Morse a desarrollar su telégrafo basado en el electroimán.Sin embargo, no es necesario introducir una pieza metálica en la bobina para fabricar un electroimán. Una bobina "vacía" recibe el nombre de solenoide, y en ella cada polo se encuentra en un extremo. La razón de introducir un material metálico (normalmente de hierro) en su interior es que el campo generado es mucho más fuerte con la misma intensidad de corriente. Este efecto, conocido como ferromagnetismo, se produce porque los materiales de este tipo contienen diminutas zonas magnetizadas (dominios) inicialmente desordenadas. El campo magnético del solenoide las ordena, de forma que el hierro se convierte en un imán y su efecto se suma al de la bobina. Al desaparecer el campo de la bobina, los dominios suelen desordenarse de nuevo, pero algunos materiales son remanentes, es decir, permanecen magnetizados durante un tiempo.Debido a su versatilidad, los electroimanes han permitido la aparición de numerosos dispositivos electrónicos, y han surgido importantes aplicaciones industriales. La invención del telégrafo eléctrico fue posible precisamente gracias al electroimán, y los motores eléctricos transforman la energía eléctrica en cinética a través del funcionamiento de varios electroimanes en conjunto. Gracias también a su capacidad de variar el campo magnético se utilizan en altavoces y dispositivos de almacenamiento. Sin embargo, las aplicaciones más potentes son las industriales, como la separación de materiales, la limpieza de aguas contaminadas, los trenes de levitación magnética, los generadores de corriente o el transporte de materiales pesados.Composición y descomposición de la luz blanca.La reflexión es un efecto que se presenta al incidir un rayo de luz sobre una superficie pulida formando cierto ángulo con respecto a una línea perpendicular a la superficie este se refleja con ángulo igual al del incidente a esto se le conoce como Ley de reflexión.Pero cuando el rayo de luz incide sobre agua hay un ligero cambio en la dirección a lo que se conoce como Refracción.Isaac Newton estudio los fenómenos luminosos y en uno de ellos propuso un modelo en el que la luz se componía de partículas diminutas que viajan a gran velocidad y otro en el que la luz blanca está compuesta por varios colores.
Espectro electromagnético : rango de todas las radiaciones electromagnéticas posibles, desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna hasta los rayos gamma.
Velocidad las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío con una velocidad

Frecuencia: las ondas electromagnéticas tienen una gran rango de frecuencia que van deRegión del espectro Intervalo de frecuencias (Hz) Radio-microondas 0-3.0·10 12Infrarrojo 3.0·1012-4.6·10 14 Luz visible 4.6·1014-7.5·10 14 Ultravioleta 7.5·1014-6.0·1016 Rayos X 6.0·1016-1.0·10 20 Radiación gamma 1.0·1020-....
Longitud de onda: las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tienen una longitud de onda corta y energía alta, las frecuencias inferiores tienen ondas más largas. Hay longitudes de onda que van desde 2nm a 2500 nm.

BIBLIOGRAFIA: http://ingeniatic.euitt.upm.es/index.php/tecnologias/item/451-electroim%C3%A1n
http://www.monografias.com/trabajos70/induccion-electromagnetica/induccion-electromagnetica.shtml
http://es.scribd.com/doc/137249077/Composicion-y-descomposicion-de-la-luz-blanca
http://globedia.com/caracteristicas-espectro-electromagnetico-visible
http://www.el-esceptico.org/leer.php?id=1199&autor=311&tema=38



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