Muchachos les escribo los apuntes de magnetismo y relación entre magnetismo y electricidad, temas que veremos en esta semana del 2 al 6 de mayo.
Deberán copiarlos en su cuaderno y elaborar los dibujos que se piden, los revisaré el día viernes 6 de mayo en clase.
Empiecen a trabajar desde el lunes 2 para que terminen a tiempo.
Miss Pily
MAGNETISMO
Se cuenta que hace unos dos mil años, unos pastores de Magnesia, en la actual Turquía, cuando conducían a sus corderos a cierto pasto, sintieron una fuerte atracción hacia el suelo debido a la punta metálica de su bastón y a los clavos de su calzado por lo que se les dificultó seguir caminando. Interesados por encontrar la causa, removieron la tierra y descubrieron una roca negra que presentaba la propiedad de atraer al hierro. Esta roca recibe actualmente el nombre de piedra imán ó magnetita. Químicamente su nombre es óxido de fierro (Fe
O
).
Más adelante, la gente descubrió que cuando un pedazo largo y delgado de la roca negra de magnesia se colgaba libremente de un hilo, daba varias vueltas hasta que se detenía y siempre era el mismo extremo el que apuntaba al polo norte geográfico y el otro al polo sur. Ello originó que lo usaran como brújula para orientarse durante sus largos viajes.
Actualmente se sabe que la atracción ejercida por la roca negra sobre la punta metálica del bastón de los pastores se debió a su propiedad magnética. Magnetismo es la propiedad que tienen los imanes de atraer al Fe, Ni y al Co y a las aleaciones de los mismos.
Iman es cualquier objeto que tiene la propiedad de atraer materiales como: Fe, Ni, Co y las aleaciones de los mismos.
Los imanes por su origen pueden ser:
a)Naturales. Magnetita.
b)Artifciales. Elaborados por el hombre. Hechos a base de Fe, Al, Ni y Co. (alnico)
Asimismo a los imanes artificiales se les divide en:
1).- Temporales. Tienen un poder de retención bajo.
2).- Permanentes. Tienen un poder de retención elevado.
Al estudiar las propiedades de los imanes naturales o artificiales, se puede apreciar en ellos la existencia de dos zonas extremas o polos, en donde la acción magnética es más intensa. En el caso de un imán recto o de barra, uno de sus extremos se denomina polo norte y el otro polo sur.
Elabora el dibujo de un imán de barra con sus polos Norte y Sur
En los imanes se cumple la Ley de las Atracciones y repulsiones magnéticas que dice:
“POLOS IGUALES SE REPELEN Y POLOS OPUESTOS SE ATRAEN”
Por medio de un dibujo representa la ley de atracciones y repulsiones magnéticas
La fuerza de atracción o repulsión, es capaz de manifestarse a cierta distancia sobre otro imán, o también sobre otro material magnético no imantado, debido a su llamado campo magnético.
El campo magnético se define como el espacio que rodea a un imán y en el que se manifiesta la influencia de su fuerza de atracción ó repulsión.
En teoría, el campo magnético se representa por medio de líneas de fuerza, que en realidad no son visibles, pero se pueden mostrar utilizando limadura de fierro.
Otra característica o propiedad que manifiestan los imanes, es que sus polos magnéticos no se pueden aislar o separar. Así que si partes en su línea media un imán, las dos mitades obtenidas contarán ambas con dos polos: uno norte y otro sur, y volverá a suceder lo mismo, si cada mitad la divides en dos partes; cada parte constará de los polos norte y sur. Por lo tanto es imposible obtener un imán con un solo polo magnético.
Dibuja el campo magnético de un imán
MAGNETISMO EN LA TIERRA
Gracias a las investigaciones en el campo del magnetismo realizadas por William Gilbert, físico y médico inglés, sabemos hoy en día que la Tierra se comporta como un enorme imán, cuyos polos magnéticos se localizan cerca de los polos geográficos, pero sin coincidir
Dibuja el campo magnético de la Tierra
RELACIÓN ENTRE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
La parte de la física que se encarga de estudiar el conjunto de fenómenos que resultan de las acciones mutuas entre las corrientes eléctricas y el magnetismo, se denomina electromagnetismo.
En 1820, el físico danés Hans Christian Oersted, empujó en forma accidental una brújula que se encontraba bajo un alambre conectado a una pila, el cual conducía una corriente eléctrica; observó cómo la aguja realizaba un giro de 90° para colocarse perpendicularmente al alambre.
La desviación de la brújula comprueba la formación de un campo magnético alrededor del alambre. Dicho campo magnético es producido por el paso de la corriente eléctrica.
Dibuja el experimento de Oersted
Campo magnético producido por una espira. Una espira se obtiene cuando se dobla en forma circular un conductor recto. El campo magnético creado por ésta se origina por las líneas cerradas que rodean a la corriente y por la línea recta que es el eje central del círculo seguido por la corriente.
Campo magnético producido por un solenoide. Un solenoide, se obtiene al enrollar un alambre en forma helicoidal. Cuando la corriente circula por el solenoide, las líneas de fuerza del campo magnético generado son semejantes al campo producido por un imán en forma de barra. En su interior las líneas de fuerza son paralelas y el campo magnético es uniforme.
Dibuja el experimento
Electroimán. Las propiedades magnéticas de un solenoide o bobina pueden ser transmitidas a una barra de hierro dulce (clavo), si dicho material se coloca como núcleo de una bobina, es decir, en el centro de ésta. Al circular la corriente eléctrica por el alambre que forma la bobina se forma un campo magnético, dicho campo es comunicado al núcleo de hierro y entonces éste se comporta como un imán. Por lo tanto, un electroimán es un dispositivo que se comporta como un imán temporal mientras esté bajo la influencia de una corriente eléctrica.
Los electroimanes tienen múltiples aplicaciones como son: grúas electromagnéticas - muy utilizadas en los depósitos de chatarra - , en los timbres - el sonido es provocado por una barra flexible que es atraída por un electroimán, dicha barra flexible el ser atraída golpeará a una campana para producir su sonido característico - , el telégrafo, cerraduras electromagnéticas, y el principal de todos, el motor.
Dibuja el electroimán que construiste
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Michael Faraday en 1831, probó que el magnetismo puede a su vez engendrar una corriente eléctrica. Estos experimentos fueron el inicio de posteriores conquistas en el campo de la electricidad y el magnetismo y sus aplicaciones en: el telégrafo, televisión, teléfono, motor eléctrico, generador eléctrico.
A la corriente eléctrica producida mediante campos magnéticos, Faraday le llamó corriente inducida. Desde entonces al fenómeno consistente en producir corrientes eléctricas empleando campos magnéticos se le llama inducción electromagnética.
Elabora un dibujo de cómo se produce la inducción electromagnética
Faraday descubrió que cuando un conductor(alambre) corta o cruza las líneas de fuerza que forman un campo magnético, se produce en los extremos de este conductor, un voltaje o fem (fuerza electromotriz). También descubrió que cuanto más rápido sea el movimiento de cruzar dichas líneas magnéticas, mayor será el voltaje producido.
Si el conductor se mueve de arriba hacia abajo, la corriente inducida será en un sentido y si el movimiento es de abajo hacia arriba también se producirá la corriente inducida, pero en sentido contrario. Si el conductor se mueve paralelo a las líneas de fuerza magnética, no estará cortando dichas líneas, por lo que no habrá corriente eléctrica inducida.
Si el campo magnético en lugar de ser cruzado por un solo conductor, es cruzado por varios a la vez, como en el caso de una bobina, la magnitud de la corriente inducida es directamente proporcional al número de espiras y a la rapidez del movimiento.
MOTORES Y GENERADORES
El motor eléctrico es un aparato que transforma la energía eléctrica de entrada en energía mecánica de salida. Su función se basa en la interacción entre campos magnéticos: uno de ellos proveniente de un electroimán (rotor) y el otro campo magnético proviene de imanes fijos en los costados y cercanos al rotor (estator).
Las partes principales de un motor son:
a) Armadura o rotor. Es la parte móvil del motor, formada por un núcleo de hierro en el que se enrolla el alambre conductor que forma la bobina. Al recibir corriente eléctrica forma uno de los campos magnéticos.
b) Estator. Es la parte fija del motor formada por un bobinado externo al rotor ubicado en los costados de éste. Producirá el segundo campo magnético que interactuará con el del rotor para producir el movimiento de éste. Algunos motores traen imanes que funcionan como estatores.
c) Conmutador. Es el encargado de invertir, en cada segmento de vuelta, el sentido de la corriente eléctrica que circula por la bobina.
d) Escobillas o contactos deslizantes. Entran en contacto con el conmutador para transmitirle la corriente eléctrica proveniente de la fuente.
Al entrar la corriente eléctrica tanto al rotor como al estator, se forman campos magnéticos que al interactuar se provocan atracciones y repulsiones entre ellos. Como el único elemento móvil es el rotor, éste comienza a girar. La energía mecánica del rotor es transmitida al exterior del motor por medio del eje que los sostiene.
Elabora el dibujo de un motor señalando sus partes (arriba mencionadas)
GENERADOR ELÉCTRICO
El generador eléctrico es un dispositivo que transforma la energía mecánica de entrada en energía eléctrica de salida.
Un generador tiene los mismos elementos que un motor eléctrico, pero en vez de aplicarle una corriente eléctrica para obtener energía mecánica, se usa energía mecánica para hacer girar al rotor y así obtener a la salida del generador energía eléctrica.
En el generador, la bobina de alambre gira cortando las líneas de fuerza de un campo magnético y la corriente inducida se aprovecha en un circuito eléctrico.
La figura muestra las partes de un generador simple, que son:
a) Inductor , b) Armadura, c) Conmutador de anillos colectores de deslizamiento con d) Escobillas.
El inductor puede ser un imán ó electroimán. La armadura o rotor del generador está representada en la figura con una sola espira, pero en realidad es toda una bobina suspendida entre los polos del inductor. Un par4 de anillos colectores de deslizamiento se conectan en cada extremo de la espira (bobina) y giran junto con ella cortando el campo magnético. La corriente inducida en la bobina se obtiene del sistema, mediante escobillas de grafito, las cuales están en contacto con cada anillo de deslizamiento. Se hace girar la armadura en el campo magnético al aplicarle energía mecánica al generador, produciendo éste, energía eléctrica de salida.
Elabora el dibujo de un generador, señalado las partes que lo forman
