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ELECTROMAGNETISMO

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by

Elisa Rodríguez

on 17 July 2013

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Transcript of ELECTROMAGNETISMO

Hace más de 2.000 años, los griegos descubrieron que existían unos minerales capaces de atraerse entre ellos y de atraer al hierro, así como orientarse en la dirección norte sur geográfica.
La MAGNETITA es un imán natural que tiene la propiedad de atraer al hierro. Está compuesto por óxido de hierro fundamentalmente. Debe su nombre a la antigua ciudad de Asia Menor llamada Magnesia, en la que fue hallada.
Se denomina MAGNETISMO a la rama de la física que estudia los fenómenos de atracción y repulsión entre imanes o materiales ferromagnéticos.
Esta propiedad de atraer al hierro puede producirse también artificialmente, sometiendo a metales (hierro dulce, acero, aleaciones de hierro, cobalto y níquel) a procesos de magnetización.
Un IMÁN es un material que por condición natural o adquirida, tiene la propiedad de atraer al hierro.
Los imanes están formados por DIPOLOS MAGNÉTICOS, o partículas orientadas que conservan la polaridad norte -sur. Esto hace que si se rompe un imán, cada fragmento presente un nuevo polo norte y otro sur.
Los polos iguales (norte-norte o sur-sur) se repelen y los contrarios (norte-sur, sur-norte), se atraen.
Los imanes se clasifican en:
NATURALES
(magnetita)
ARTIFICIALES
(permanentes o temporales)
Cuanto más alejado esté un imán de un cuerpo de hierro o de otro imán, más pequeñas serán las fuerzas de atracción entre ellos.
Esto es debido a la existencia de un

CAMPO MAGNÉTICO
.
Se denomina

campo magnético

de un imán o electroimán a la zona donde son apreciables las fuerzas de atracción o repulsión que ejercen sobre otros imanes o materiales ferromagnéticos.
Adquiere su máxima intensidad en los polos y se va debilitando a medida que nos alejamos de ellos.
Un campo magnético puede representarse por las
LÍNEAS DE FUERZA CERRADAS
,
que van de
POLO NORTE
a
POLO SUR
por el exterior del imán,
y de
POLO SUR
a
POLO NORTE
por el interior del imán.
En 1820, el científico danés Hans Christian Oersted descubrió que toda corriente eléctrica, al pasar por un conductor, crea a su vez un campo magnético. Estableció así las bases del
El electromagnetismo es una parte de la ciencia que estudia las relaciones recíprocas entre los campos magnéticos y las corrientes eléctricas.
ELECTROMAGNETISMO
Un electroimán es un solenoide o bobina de hilo conductor recubierto de una capa de aislante en cuyo interior se sitúa o no un núcleo de hierro. Cuando una corriente eléctrica recorre las espiras de esta bobina, se crea un campo magnético en su interior paralelo a su eje.
Los encontramos en los relés, interruptores automáticos magnetotérmicos, motores y generadores eléctricos, transformadores, etc
Desde el punto de vista magnético, se pueden distinguir 3 tipos de materiales:
Materiales
PARAMAGNÉTICOS
:
Al ser colocados en un campo magnético se convierten en imanes y se orientan en la misma dirección que el campo magnético. Cuando se quita el campo, desaparece su
magnetismo
.(Magnesio, aluminio, estaño, cromo, paladio, acero etc.)

Materiales
DIAMAGNÉTICOS
:
Al ser colocados en un campo magnético, no dejan pasar las líneas de campo magnético, no reaccionan al paso del campo magnético. Es el caso del plástico, la madera, etc.

Materiales
FERROMAGNÉTICOS
:
Al ser colocados en un campo magnético, se magnetizan en el mismo sentido que el campo magnético, de tal manera que al quitar el campo amgnético, estos maeriales quedan magnetizados.
(Hierro puro, Cobalto, Níquel, Neodimio, etc.
ELECTROMAGNETISMO
Los científicos más importantes que contribuyeron al desarrollo del electromagnetismo fueron:
ANDRÉ-MARIE AMPÈRE:
(Francia, 1775-1836)
Matemático, físico i químico.
En 1827 enunció la Teoría del Electromagnetismo.
Fue fundador de la teoría de la Electrodinámica y en 1831 relacionó el campo magnético estático con la causa que lo producía.
HANS CHRISTIAN OERSTED:
Dinamarca (1777-1851)
Físico y químico
Director de la Escuela Politécnica de Copenhague
En 1820 descubrió que toda corriente eléctrica generaba un campo magnético a su alrededor.
MICHAEL FARADAY
Inglaterra (1791-1867)
Físico y químico
En 1821 completó las teorías de Ampere y Oersted
En 1831 descubrió la inducción magnética, transformando el trabajo mecánico en energía eléctrica
Desarrolló la máquina eléctrica rotativa reversible, el motor-dinamo de CC.
Trabajando con la electricidad estática demostró que la carga eléctrica se acumula en el exterior del conductor eléctrico, independientemente de lo que pueda haber en su interior. A este efecto se le llama Jaula de Faraday.
JAMES CLERK MAXWELL

Reino Unido (1831-1879)
Físico. Fue alumno de Faraday
Sus estudios se centraron en el campo del ectromagnetismo y la electrodinámica.
En 1865 enunció la Teoría Electromagnética y la Teoría Cinética de los gases.
También desarrolló el concepto de Onda Electromagnética
NIKOLA TESLA
Austria-Hungría (1856-1943)
Ingeniero mecánico y eléctrico e inventor
Las patentes y su trabajo teórico formaron las bases de los actuales sistemas de potencia eléctrica de corriente alterna
Sistemas polifásicos de distribución de la energía eléctrica y motores de corriente alterna.
APLICACIONES DEL ELECTROMAGNETISMO
Consiste en un solenoide, una bobina enrollada sobre un núcleo paramagnético y conectada a una corriente continua, a través de un elemento de control.
Al pasar corriente por la bobina, ésta crea un campo magnético y atrae a una placa metálica que alterna entre los dos contactos, uno normalmente cerrado (en el que descansa normalmente) y otro normalmente abierto (el que toca al crearse el campo magnético)
Permite controlar dos circuitos (de control y potencia) a la vez sin tener que hacer ninguna conexión eléctrica entre ellos, por tanto, puede trabajar a distinto voltaje.
RELÉ
Consta de una bobina controlada a través de un pulsador, una plaquita de acero y una campana.
Al activar el pulsador, entra corriente alterna a la bobina, lo que provoca que se cree un campo magnético variable. Éste campo magnético es el que atrae y repele la plaquita de hierro, que a su vez toca la campana.
TIMBRE:
MOTOR/GENERADOR DE CC
Consta de tres partes:
El rotor (bobina de cobre enrollada)
El estátor (dos imanes enfrentados entre si, norte-sur, que crean un campo magnético
El colector de delgas
Al introducir una corriente continua por el rotor, se crea un campo magnético fijo de la misma polaridad que el del estátor. Al enfrentarse los polos del rotor y del estátor, (norte-norte,sur-sur), se repelen y el rotor gira.
El conjunto colector de delgas y escombrillas posibilita no solo la introducción de la CC de la bobina que está girando, sino que cambie la polaridad del rotor y con ello la continuidad de movimiento.
Puede funcionar como generador si hacemos girar el rotor dentro del campo magnético del estátor. Este conjunto colector de delgas y escombrillas actúa como rectificador electromecánico.
Esquema de un relé
Ejemplo de un esquema eléctrico con accionamiento por relé
Se emplea para variar el voltaje de una corriente alterna.
Consta de dos solenoides de distinto número de espiras con un núcleo común compuesto por chapas de acero, (podría funcionar también con un núcleo de aire, pero este tiene una permeabilidad magnética pésima).
Al inducir corriente alterna por una de las bobinas, ésta crea un campo magnético variable y la otra bobina corta las líneas del campo magnético generado, por tanto se induce en ella una fuerza electromotriz, es decir, voltaje.
Variando el número de espiras de las bobinas se varia el voltaje que se desea obtener.
TRANSFORMADOR:
Consta de tres bobinas desfasadas 120 grados geométricamente una con respecto a la otra, alimentadas con un sistema trifásico, es decir, tres ondas de corriente alterna también desfasadas 120 grados en el tiempo.
Al conectar las bobinas, cada una genera un campo magnético variable distinto. La suma vectorial de los 3 campos variables generados por las bobinas da como resultado un vector giratorio, es decir, se crea un campo magnético giratorio.

De esta forma obtenemos:
Motores síncronos
: el rotor es un imán permanente y el campo de este imán sigue al giratorio, por lo tanto ambos giran a la misma velocidad.

Motores asíncronos
: el rotor no es un imán permanente, sino que es un bobinado cerrado en cortocircuito. Al introducirlo en el campo corta líneas de campo magnético y como consecuencia se induce una fuerza electromotriz, (un voltaje). El rotor, al estar dentro del campo magnético giratorio, se induce en él una fuerza electromotriz y como se encuentra cerrado en cortocircuito, actúa como un electroimán.

Se puede obtener el mismo efecto conectando las 3 bobinas a una misma fase y pasando una por un condensador que en CA retrasa la onda 90 grados respecto a la anterior.
MOTOR TRIFÁSICO GIRATORIO
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