IMANES - CAMPO ELECTROMAGNETICO

UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJO

ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSRTRIAL

ASIGNATURA :

Física

INTEGRANTES :

• MELÉNDEZ BANCES, Emily

• ORTIZ ARTEAGA, Allison

• VÁSQUEZ TREJO, Andrea

NVO. CHIMBOTE – 2014

INTRODUCCION

IMANES Y CAMPO MAGNETICO

I. OBJETIVOS 1

II. MARCO TEORICO 1

2.1. El magnetismo 1

2.1.1. Aplicaciones del Magnetismo 1

2.2. Los imanes: 2

2.2.1. Tipos de imanes: 2

2.2.2. Partes de un imán: 2

2.3. Campo magnético: 3

2.3.1. Fuentes del campo magnético: 3

2.3.2. Determinación del campo de inducción magnética B: 4

III. MATERIALES, HERRAMIENTAS Y EQUIPOS 5

3.1 Materiales 5

3.2 Herramientas 5

3.3 Equipos 5

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 6

4.1 El campo y el flujo magnético en los imanes. 6

4.2 Pasos para hallar el campo y el flujo magnético en las bobinas. 6

V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS 6

5.1 se tiene 3 imanes y calcular, B, F y ф. 6

5.2 Se tiene 3 bobinas diferentes, llenar la tabla siguiente a cada bobina alimentar con 2 tensiones diferentes, considerar el tiempo de 1 s. 7

VI. CONCLUSIONES: 7

VII. RECOMENDACIONES: 7

VIII. LINKOGRAFÍA: 7

IX. ANEXOS 8

X. CUESTIONARIO 10

INTRODUCCION

En el siglo XIX la relación entre la electricidad y el magnetismo quedó patente, pasando ambos campos de ser diferenciados a formar el cuerpo de lo que se conoce como electromagnetismo.

En la Universidad de Copenhague, Dinamarca, el profesor Hans Christian Oersted, en 1820 Oersted preparó en su casa una demostración científica a sus amigos y estudiantes y tuvo como conclusión que la corriente eléctrica se comporta como un imán, es decir, produce un campo magnético.

La manifestación más conocida del magnetismo es la fuerza de atracción o repulsión que actúa entre los materiales magnéticos como el hierro. Sin embargo, en toda la materia se pueden observar efectos más sutiles del magnetismo. Recientemente, estos efectos han proporcionado claves importantes para comprender la estructura atómica de la materia.

Podemos decir que la revolución que está sufriendo el mundo en el campo tecnológico y que afectará sin duda toda la vida cultural, política y social de lo que resta del siglo y del subsiguiente, es producto en gran medida del avance de la física. Esto se ve de manera particular en el desarrollo de la microelectrónica y de otras áreas de alta tecnología que utilizan los principios del electromagnetismo en el diseño de aparatos y sistemas de información, medición, etc.

El método de inspección por partículas magnéticas es utilizado en diferentes ramas de la industria, como: metalmecánica, aeronáutica, naval, construcción, etc.Las aplicaciones que se realizan en la actualidad son variadísimas y la ciencia del magnetismo se ha vuelto central en nuestra tecnología como medio ideal de almacenamiento de datos en cintas magnéticas, discos magnéticos y burbujas magnéticas. Además, se empieza a aplicar en la medicina.

En la vida diaria el magnetismo está en todas partes, estamos dentro del campo magnético de la tierra, todos los motores eléctricos funcionan gracias a el, lo mismo que los transformadores, está en las bobinas de las radios y demás aparatos de comunicaciones como el teléfono, radio, televisor, electrodomésticos. El magnetismo se utiliza para el diseño de todos los motores y generadores, y electroimanes. La electricidad y todas las ondas electromagnéticas necesitan del magnetismo.

IMANES Y CAMPO MAGNETICO

I. OBJETIVOS

• Comprender los efectos del campo magnético sobre partículas cargadas y sobre corrientes, entendiendo algunas de las aplicaciones prácticas de estas fuerzas.

• Comprender el magnetismo natural.

II. MARCO TEORICO

2.1. El magnetismo

Se define como el fenómeno físico por medio del cual ciertos materiales tienen la capacidad de atraer o repeler a otros materiales, basándose su origen en el movimiento de partículas cargadas el magnetismo forma parte de la fuerza electromagnética siendo una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Su origen físico reside en la existencia de partículas cargadas eléctricamente y en movimiento, por ello los electrones son considerados como pequeños imanes dado a que son partículas cargadas las cuales se mueven u orbitan alrededor del núcleo atómico así como giran sobre su propio eje de simetría (espín). Todos estos movimientos de los electrones crean pequeñas fuerzas magnéticas las cuales son responsables de la capacidad magnética de un material u otro.

2.1.1. Aplicaciones del Magnetismo

La brújula fue uno de los primeros instrumentos en donde se utilizó una aguja magnetizada que apuntaba al norte magnético terrestre, ayudando a los navegantes y viajeros a explorar nuevos territorios y caminos.

Gracias a los descubrimientos de Faraday y el conocimiento sobre el fenómeno electromagnético hemos podido desarrollar generadores de electricidad que producen la energía eléctrica necesaria para alimentar a todos los aparatos electrónicos que utilizamos diariamente, por otro lado hemos desarrollado los motores eléctricos utilizados en una amplia gama de máquinas y aparatos como ventiladores, bombas de extracción, electrodomésticos, ascensores, motocicletas, etc.

2.2. Los imanes:

Con origen en el vocablo francés aimant, la palabra imán se utiliza para identificar a un mineral en cuya estructura se combina un par de óxidos de hierro y que posee la particularidad de generar atracción en otros elementos de hierro, acero o, en menor medida, de otras clases de materiales.

El imán dispone de un campo magnético capaz de provocar atracción o conseguir repeler otros cuerpos magnéticos. La materia presenta, en su interior, movimientos de los electrones almacenados en los átomos. Cuando este movimiento se orienta a direcciones diferentes, el efecto se anula. En cambio, cuando todos esos pequeños imanes están en una misma línea, la materia se magnetiza.

Según cuentan los expertos, la fuerza más poderosa de atracción de un imán se localiza en los polos (tal como se conoce a los extremos). Cada imán tiene un par de polos (uno que es positivo y otro con carga negativa): si son idénticos, los polos se rechazan, mientras que de ser diferentes se produce el fenómeno de atracción.

2.2.1. Tipos de imanes:

• Naturales: como su nombre lo indica, son aquellos que se encuentran en la naturaleza y cuyas características magnéticas son permanentes; en ellas no ha intervenido el hombre. Tal es el caso de la magnetita.

• Artificiales: son aquellos que adquieren esa propiedad de atracción cuando se someten a diferentes procedimientos físicos, como el frotamiento con una piedra imantada o por acción de la energía eléctrica.

2.2.2. Partes de un imán:

• Eje Magnético: barra de la línea que une los dos polos.

• Línea neutra: Línea de la superficie de la barra que separa las zonas polarizadas.

• Polos: Los dos extremos del imán donde las fuerzas de atracción son más intensas. Estos polos son, el polo norte y el polo sur; también denominados polos positivo y negativo, respectivamente.

2.3. Campo magnético:

Los campos magnéticos son producidos por corrientes eléctricas, las cuales pueden ser corrientes macroscópicas en cables, o corrientes microscópicas asociadas con los electrones en órbitas atómicas. El campo magnético B se define en función de la fuerza ejercida sobre las cargas móviles en la ley de la fuerza de Lorentz. La interacción del campo magnético con las cargas, nos conduce a numerosas aplicaciones prácticas. Las fuentes de campos magnéticos son esencialmente de naturaleza dipolar, teniendo un polo norte y un polo sur magnéticos. La unidad SI para el campo magnético es el Tesla, que se puede ver desde la parte magnética de la ley de fuerza de Lorentz, Fmagnética = qvB, que está compuesta de (Newton x segundo)/(Culombio x metro). El Gauss (1 Tesla = 10.000 Gauss) es una unidad de campo magnético más pequeña.

2.3.1. Fuentes del campo magnético:

Un campo magnético tiene dos fuentes que lo originan. Una de ellas es una corriente eléctrica de conducción, que da lugar a un campo magnético estático, si es constante. Por otro lado una corriente de desplazamiento origina un campo magnético variante en el tiempo, incluso aunque aquella sea estacionaria.

La relación entre el campo magnético y una corriente eléctrica está dada por la ley de Ampère. El caso más general, que incluye a la corriente de desplazamiento, lo da la ley de Ampère-Maxwell.

• Campo magnético producido por una carga puntual

• Campo magnético producido por una distribución de cargas

• Inexistencia de cargas magnéticas aisladas

• Energía almacenada en campos magnéticos

2.3.2. Determinación del campo de inducción magnética B:

El campo magnético para cargas que se mueven a velocidades pequeñas comparadas con velocidad de la luz, puede representarse por un campo vectorial. Sea una carga eléctrica de prueba en un

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