Electromagnetismo

Índice

Introducción………………………………….…………………………….1

Electromagnetismo………………………………………………………....2

7.1 Definiciones 3

7.2 Campo magnético terrestre. 4

7.3 Trayectoria de las cargas en movimiento dentro de un campo magnético. 6

7.4 Fuerzas magnéticas entre corrientes. 7

7.5 Leyes de electromagnetismo. 8

7.6 Ley de Ampere. 9

7.7 Inductancia magnética 10

7.8 Energía asociada con un campo magnético. 11

7.9 Densidad de energía magnética. 12

7.10 aplicaciones. 13

Conclusión 15

Bibliografías………………………………………………………………………….16

INTRODUCCIÓN

Actualmente vivimos en un mundo donde las telecomunicaciones forman un papel muy importante, estas son usadas como medios de comunicación, entretenimiento, entre otros. Pero estas señales ¿Cómo llegan a nosotros?, ¿Qué fenómenos físicos influyen el esto?

En esta unidad conoceremos los fenómenos electromagnéticos y los campos magnéticos, y como estos influyen tanto en nuestra sociedad.

Un gran ejemplo de un campo magnético es el que posee la tierra, que cuenta con dos polos, el norte y el sur, estos ejercen una fuerza de atracción hacia el centro de ella, con la cual nos mantenemos en pie, si saltamos sentimos como la fuerza de atracción nos jala hacia abajo.

Así como estos, existen muchos fenómenos en los cuales la física ha aportado conocimientos, pero esto es producto de años y años de estudios. Gracias a los avances tecnológicos, la física también se ha ido innovado, y así con esto ir aportando mejores y mayores conocimientos a las nuevas generaciones.

Electromagnetismo

El Electromagnetismo, es la parte de la Física que estudia los campos electromagnéticos y los campos eléctricos, sus interacciones con la materia y, en general, la electricidad y el magnetismo y las partículas subatómicas que generan flujo de carga eléctrica.

El electromagnetismo, por ende se comprende que estudia conjuntamente los fenómenos físicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, así como los relativos a los campos magnéticos y a sus efectos sobre diversas sustancias sólidas, líquidas y gaseosas.

La naturaleza de las ondas electromagnéticas consiste en la propiedad que tiene el campo eléctrico y magnético de generarse mutuamente cuando cambian en el tiempo.

Las ondas electromagnéticas viajan en el vacío a la velocidad de la luz y transportan energía a través del espacio. La cantidad de energía transportada por una onda electromagnética depende de su frecuencia (o longitud de onda): entre mayor su frecuencia mayor es la energía: W = h f, donde W es la energía, h es una constante (la constante de Plank) y f es la frecuencia.

El plano de oscilación del campo eléctrico define la dirección de polarización de la onda. Se dice que una fuente de luz produce luz polarizada cuando la radiación emitida viene con el campo eléctrico alineado preferencialmente en una dirección.

Ejemplos de ondas electromagnéticas son:

 Las señales de radio y televisión

 Microondas generadas en los hornos microondas

 Radiación Infrarroja proveniente de cuerpos a temperatura ambiente

 La luz

 La radiación Ultravioleta proveniente del Sol, de la cual la crema anti solar nos protege la piel

 Los Rayos X usados para tomar radiografías del cuerpo humano

 La radiación Gama producida por núcleos radioactivos

7.1 definiciones

Flujo magnético: El campo magnético se representa a través de las líneas de fuerza. La cantidad de estas líneas se le denomina flujo magnético. Se representa por la letra griega Φ; sus unidades son weber (Wb), en el SI y maxwell, en el CGS 1 Wb = 108 mx.

Inducción magnética (B) La inducción magnética se define como la cantidad de líneas de fuerza que atraviesa la unidad de superficie. En cierta forma, nos indica lo densas que son las líneas de fuerza, o lo concentradas que están, en una parte del campo magnético.

B= Φ / S se representa por la letra griega B y sus unidades son: 1 T = 104 Gs. La tesla (T), en el sistema internacional el gaus (Gs), en el sistema CGS.

Electroimán: Barra de hierro dulce que adquiere propiedades magnéticas al circular una corriente eléctrica por un hilo enrollado a su alrededor a modo de bobina, dando origen a un campo magnético. Cuando la corriente cesa, el hierro se desimanta. Se emplea en los electromotores, timbres, interruptores, para levantar chatarra, etc.

Campo eléctrico: Región del espacio en la que se dejan sentir las fuerzas de atracción o repulsión que una carga eléctrica ejerce sobre otra de distinto o igual signo, respectivamente, situada en otro punto de ese espacio.

Campo electromagnético: Espacio en el que se dan simultáneamente un campo eléctrico y otro magnético estrechamente relacionados entre sí.

Intensidad de campo magnético (H): Nos indica lo intenso que es el campo magnético. La intensidad de campo en una bobina depende de la fuerza magneto motriz (N. I). Ahora bien, cuanto más larga sea la bobina, más se dispersan las líneas de campo, dando como resultado una intensidad de campo más débil; por lo que se puede decir que, para una fuerza magneto motriz constante, la intensidad de campo (H) es inversamente proporcional a la longitud media ( l ) de las líneas de campo, tal como se expresa en la siguiente ecuación:

H = Bo/µo= N.I / l

(H) intensidad es inversamente proporcional a la longitud media (I) de las líneas de campo, tal como se expresa en la ecuación.

N= numero espiras

I= intensidad de corriente

L= longitud

Permeabilidad magnética: Es la capacidad de un material para atraer y hacer pasar a través de sí los campos magnéticos

Reluctancia: La reluctancia de un material nos indica si éste deja establecer las líneas de fuerza en mayor o menor grado.

Inducción electromagnética: Cuando nos referimos a la inducción electromagnética estamos hablando de "producción de electricidad por acción magnética"; es decir, "cuando se mueve un conductor eléctrico (perpendicularmente) en el seno de un campo magnético aparece una fuerza electromotriz que se muestra como una tensión eléctrica en los extremos de dicho conductor.

7.2 CAMPO MAGNETICO TERRESTRE

El campo magnético de la Tierra (también conocido como el campo geomagnético) es el campo magnético que se extiende desde el núcleo interno de la Tierra hasta su confluencia con el viento solar, una corriente de partículas de alta energía que emana del Sol. Es aproximadamente el campo de un dipolo magnético inclinado en un ángulo de 11 grados con respecto a la rotación del eje, como si hubiera un imán colocado en ese ángulo en el centro de la Tierra.

El Polo Norte Magnético se encuentra a 1800 kilómetros del Polo Norte Geográfico. En consecuencia, una brújula no apunta exactamente hacia el Norte geográfico; la diferencia, medida en grados, se denomina declinación magnética.

¿Cómo genera la tierra su campo magnético?

El núcleo terrestre es líquido. Se trata de un magma muy caliente, un material conductor. Como el planeta gira, dicho magma también lo hace, aunque no de manera uniforme. Una rotación no uniforme de un material conductor crea una dínamo, y es ella la que da lugar al campo magnético terrestre, que presenta un polo Norte y un polo Sur. En algunos momentos se han intercambiado: el polo Norte ha pasado a ser el polo Sur y viceversa.

Aún existen muchos interrogantes sobre cómo se originó de la nada el campo magnético terrestre, cómo creció y decreció a través de miles de años cambiando la polaridad (el polo norte magnético se transformó en polo sur magnético y viceversa), y cómo se mantiene, la teoría más aceptada es la del efecto Dínamo.

Efecto Dínamo:

El efecto dínamo es una teoría geofísica que explica el origen del campo magnético principal de la Tierra como una dínamo auto excitada (o auto-sustentada). En este mecanismo dínamo el movimiento fluido en el núcleo exterior de la Tierra mueve el material conductor (hierro líquido) a través de un campo magnético débil, que ya existe, y genera una corriente eléctrica (el calor del decaimiento radiactivo en el núcleo induce el movimiento convectivo). La corriente eléctrica produce un campo magnético que también interactúa con el movimiento del fluido para crear un campo magnético secundario. Juntos, ambos campos son más intensos que el original y yacen esencialmente a lo largo del eje de rotación de la Tierra.

7.3 trayectoria de las cargas en movimiento dentro de un campo magnético

La fuerza magnética que actúa sobre una partícula cargada que se mueve en un campo magnético es siempre perpendicular a la velocidad de la partícula. De esta propiedad se sigue que:

El trabajo realizado por la fuerza magnética es cero ya que el desplazamiento de la carga es siempre perpendicular a la fuerza magnética. Por lo tanto, un campo magnético estático cambia la dirección de la velocidad pero no afecta la rapidez o la energía cinética de la partícula cargada.

Considérese el caso especial de una partícula cargada positivamente que se mueve en un campo magnético externo con

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