Historia Del Electromagnetismo

Historia del Electromagnetismo

El electromagnetismo tiene sus inicios en los chinos a principios del año 2000 a.C. Otra parte de la historia se remonta a los antiguos griegos que observaron los fenómenos eléctricos y magnéticos posiblemente en el año 700 a.C. Descubrieron que un pedazo de ámbar frotado se electrificaba y era capaz de atraer trozos de paja o plumas.

La existencia de la fuerza magnética se conocía al observar que pedazos de roca natural llamada magnetita (Fe3O4) atraen el Hierro. (La palabra eléctrico proviene del vocablo griego para el ámbar).

En 1600, Wiliam Gilbert descubre que la electrificación no estaba limitada al ambarsino, que éste era un fenómeno general. Así, científicos electrificaron una variedad de objetos, incluyendo gallinas y personas. Experimentos realizados por Charles Coulomb en 1785 confirmaron la Ley inversa del Cuadrado para la electricidad.

Hasta principios del siglo XIX los científicos establecieron que la electricidad y el magnetismo son, en efecto, fenómenos realizados en 1820. Hans Oersted descubre que una brújula se reflecta cuando se coloca cerca de un circuito que lleve corriente eléctrica.

En 1831, Michael Faraday y Joseph Heary, demuestran que, cuando un magneto o un imán (o de manera equivalente cuando al magneto se mueve cerca de un alambre), se observa una corriente eléctrica en el alambre.

En 1873, James Clero Maxwell usa estas observaciones y otros factores experimentales como base, y formula leyes del electromagnetismo que se conocen actualmente.

Poco tiempo después (alrededor de 1878), Henrich Hertz verifica las predicciones de Maxwell produciendo ondas electromagnéticas en el laboratorio.

Esto fue seguido por desarrollos prácticos como la radio la televisión. Las contribuciones de Maxwell a la ciencia del electromagnetismo fueron especialmente significativas debido a que las leyes formuladas por el son básicas para todas las formas de los fenómenos los electromagnéticos.

Su trabajo es comparable en la importancia del descubrimiento de newton con sus leyes del movimiento y la teoría de la gravitación.

El descubrimiento científico básico logrado por Edison (a pesar del hecho de que ese estableció casi 1100 patentes) mejoro el desarrollo de los sistemas de comunicación modernos (radio, telefonía, radar y televisión).

Durante el periodo que Edison se dedicaba a preparar la luz eléctrica, coloco un filamento metálico en una ampolla de vidrio he hizo el vació en su interior (tubo vacío) con un segundo electrodo que estaba conectado al polo positivo de una batería.

Descubrió que cuando hacia pasar una corriente a través del filamento y esté se calentaba y se ponía incandescente, un flujo de electricidad (electrones) pasaba a través del espacio vació en el tubo al electrodo cargado positivamente (la placa) y volvía la batería.

Este fenómeno se llama efecto Edison, pero el no vio en su dispositivo posibilidades practicas y no hizo nada con el excepto patentarlo.

Veinte años después, Fleming utilizo el efecto Edison para inventar un diodo rectificado un dispositivo para convertir la corriente alterna en corriente directa este fue en esencial el tubo de vació de dos elementos de Edison.

Unos años mas tarde, De Forest agrego un tercer electrodo (una rejilla) al tubo de vació de los eléctrodos de Edison. Este dispositivo hizo posible amplificar las energías de la ondas electromagnéticas extremadamente débiles (radioondas) que son emitidas por las señales eran fortalecidas y reenviadas a mayor distancia, y pudieron entonces utilizarse los altavoces.

Este fue el autentico meollo de los sistemas de comunicación modernos y de la basta industria electrónica que se ha desarrollado durante este siglo.

Fuerza magnética sobre un conductor

FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UN CONDUCTOR

Al igual que una carga eléctrica que se desplaza en el seno de un campo magnético experimenta una fuerza magnética, un conductor eléctrico por el que circulen cargas eléctricas (es decir, una corriente eléctrica) y que se encuentre en el seno de un campo magnético experimentará también una fuerza magnética. En este caso el valor de la fuerza ejercida sobre el conductor dependerá de la intensidad del campo magnético, la longitud del conductor y el valor de la corriente eléctrica que circule por el conductor:

La principal aplicación práctica de este fenómeno la tenemos en los motores eléctricos. En los motores en vez de tener conductores eléctricos aislados, los tenemos en forma de espiras rectangulares. De esta forma, se nos presenta un par de fuerzas que hace que la espira tienda a girar:

3.2.2 Inducción magnética en un solenoide

Para entender el tema, recordemos qué es un imán?

Un imán es un cuerpo con un campo magnético que tiende a juntarse con otros imanes. Tiene polo positivo y polo negativo. Polos opuestos se atraen, polos iguales se repelen.

En la imagen podemos ver que cada clavo sostiene a otro clavo, ya que todos tienen su propio campo magnético (temporalmente).

También hemos notado que un imán atrae ciertos metales, esto se debe a que cuando un imán toca un metal, INDUCE sus propiedades al metal, y ahora dicho metal puede atraer otro metal u otro imán. Los metales que pueden adquirir la propiedad magnética del imán se llaman ferromagnéticos.

Para poder apreciar con más facilidad el campo magnético de un imán, utilizamos limadura de hierro, esta limadura se acomodará de distintas maneras, descubriendo el campo magnético del imán. Las líneas que se forman de acuerdo al campo magnético se llamanlíneas de campo.

En la imagen podemos ver fácilmente el campo magnético generado por un imán con forma de barra, y 2 polos.

En 1820, Hans Christian Oersted descubrió que el fenómeno magnético estaba ligado al eléctrico. Descubrió que una corriente eléctrica genera una fuerza magnética.

En la imagen podemos ver una bobina de cobre, a través de la cual circula una corriente eléctrica. Al esparcir limadura de hierro podemos observar que la corriente eléctrica ha generado un campo magnético.

Qué es un solenoide ?

Un solenoide es una bobina de forma cilíndrica y helicoidal (como un resorte) que cuenta con un hilo de material conductor enrollada sobre si a fin de que, con el paso de la corriente eléctrica, se genere un intenso campo magnético. Cuando este campo magnético aparececomienza a operar como un imán.

El campo magnético de un solenoide es uniforme en su interior y nulo en su exterior.

En las imágenes observamos un solenoide con espiras separadas, y un solenoide con espiras juntas. En ambos el campo magnético en su interior es uniforme, y no hay campo magnético en su exterior.

Un solenoide con un núcleo apropiado se convierte en un electroimán (un imán que produce su campo magnético mediante una corriente eléctrica).

7.6 HISTÉRESIS

Cuando un material ferromagnético, sobre el cual ha estado actuando un campo magnético, cesa la aplicación de éste, el material no anula completamente su magnetismo, sino que permanece un cierto magnetismo residual.

Para desimantarlo será precisa la aplicación de un campo contrario al inicial.

Este fenómeno se llama HISTERESIS magnética, que quiere decir, inercia o retardo.

Los materiales tiene una cierta inercia a cambiar su campo magnético.

La figura representa el llamado CICLO DE HISTERESIS (también lazo o bucle de histéresis) de un determinado material magnético.Se supone que una bobina crea sobre dicho material magnético una intensidad de campo H, el cual induce en ese material magnético una inducción (valga la redundancia) de valor B.

Así a una intensidad de campo H0 le corresponderá una inducción de valor B0.

Si ahora aumenta H (aumentando la corriente que circula por la bobina) hasta un valor H1, B también aumentará hasta B1. (Ver figura)

Pero si ahora restituimos H a su valor inicial H0 , B no vuelve a B0 , sino que toma un valor diferente B2. (Obsérvese que el camino "a la ida" es distinto que "a la vuelta" lo que implica que para restituir la inducción en el núcleo a su primitivo valor, es preciso aplicar una corriente suplementaria de signo opuesto).

El punto S representa la saturación del núcleo magnético.

Una vez saturado el núcleo,

B no puede aumentar por mucho que lo haga H.

Cada material tiene su propio lazo de histéresis característico. Hay veces en que interesa acentuar la histéresis, como ocurre en los núcleos de las memorias magnéticas, por lo que se fabrican ferritas doc ciclo como el de la figura siguiente:

Otras veces por el contrario, como ocurre en la mayoría de las máquinas eléctricas (transformadores, motores, generadores), interesa un núcleo cuyo ciclo de histéresis se lo más estrecho posible ( el camino "a la ida" coincida con el camino "a la vuelta") y lo más alargado posible (difícilmente saturable), como el de la figura siguiente:

Esta pretensión tiene su razón de ser. En efecto:

se invierta una potencia exclusivamente

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