INFORME DE FÍSICA TEORICA. LEYES DE KIRCHHOFF - MAGNETISMO

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INFORME DE FÍSICA TEORICA

LEYES DE KIRCHHOFF - MAGNETISMO

Presentado por: 

ÁLVAREZ MANCHEGO GLORIA MARÍA 

CARO ATENCIO PAOLA ANDREA 

CUEVAS MENCO HENRY DE JESÚS 

FACETY GARCÍA JONATAN DAVID 

GALINDO YÉPES ANDRÉS FELIPE 

Presentado a: 

LIC. ESCILDA BENAVIDES BENITEZ 

UNIVERSIDAD DE CARTAGENA 

FACULTAD DE CIENCIAS FARMACÉUTICAS 

QUÍMICA FARMACÉUTICA 

II SEMESTRE 

CARTAGENA DE INDIAS – 2021

RESUMEN

El estudio de las leyes fundamentales que se presentan para comprender el funcionamiento de los circuitos eléctricos es de gran importancia para adquirir conocimientos, con el fin de dominar las propiedades de la electricidad y el magnetismo, una de las leyes que rigen los sistemas electicos son las leyes de Kirchhoff, que establece el comportamiento de la electricidad en ciertos puntos, a partir de la ley de la conservación de la energía.

Palabras clave: Electricidad, magnetismo, las leyes de Kirchhoff, conservación de la energía.

ABSTRACT

The study of the fundamental laws that are presented to understand the operation of electrical circuits is of great importance to acquire knowledge, in order to master the properties of electricity and magnetism, one of the laws that govern electrical systems are the Kirchhoff's laws, which establish the behavior of electricity at certain points, based on the law of conservation of energy.

Keywords: Electricity, magnetism, Kirchhoff's laws, energy conservation.

INTRODUCCION

Quien estudia y profundiza la teoría tiene oportunidad de adquirir conocimientos muy finos y una gran claridad de conceptos. Un experimentador emplea la teoría del electromagnetismo clásico y conoce bastante de sus aproximaciones. Sabemos que la naturaleza, la materia, es mucho más complicada de lo que describen las teorías clásicas. Entonces, ¿para qué dedicarles tiempo a estas? Una buena justificación para el estudio de una teoría clásica es precisamente que se puede considerar como un ejercicio en la construcción de una teoría y en las modificaciones que le introducen para poderla emplear en casos más complejos; aunque no solo es un ejercicio, la teoría que nos va a ocupar es eminentemente práctica.

 La física experimental emplea la teoría clásica de la electricidad y el magnetismo de muchas maneras; por ejemplo, se construyen y emplean electroimanes, también sistemas para formar haces de electrones o iones (llamados cañones).

Se han construido sistemas magnéticos y eléctricos para enfocar o desviar esos haces en lo que se llama óptica electrónica. En las universidades se ha trabajado en la construcción de fuentes de muy alta tensión y su aplicación en sistemas prácticos, incluido el estudio de la electricidad atmosférica. Se ha adquirido una vasta experiencia que puede servir a los nuevos estudiosos de la física. Nuestra sociedad moderna está basada en el dominio de la electricidad y el magnetismo y prácticamente lo damos por garantizado. Para ilustrarlo, basta recordar qué graves inconvenientes surgen cuando se interrumpe el suministro de la energía eléctrica. El funcionamiento de los seres vivos muestra que los fenómenos eléctricos están en la base de todo lo que percibimos.

FUNDAMENTO TEORICO

1. Concepto:

 Las leyes de Kirchhoff son dos igualdades que se basan en la conservación de la energía y la carga en los circuitos eléctricos. Fueron descritas por primera vez en 1846 por Gustav Kirchhoff. Son dos leyes; la primera ley llamada “ley de nodos” y la segunda ley llamada “ley de mallas”. Ambas leyes de circuitos pueden derivarse directamente de las ecuaciones de Maxwell, pero Kirchhoff precedió a Maxwell y gracias a Georg Ohm su trabajo fue generalizado. Estas leyes son muy utilizadas en ingeniería eléctrica e ingeniería electrónica para hallar corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito eléctrico.

1. Primera ley de Kirchhoff (ley de nodos):

Esta ley se refiere a la conservación de la energía cinética en las redes eléctricas, por lo tanto, la corriente establecida tiene q circular por los elementos q integran un determinado circuito sin q se diluyan cargas ni tampoco se creen cargas, por lo que: “En un conductor de unión de dos o más elementos, la corriente q llega a un determinado nudo es igual a la corriente q sale de dicho nudo”

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DONDE:

∙ 𝐼1: Es la corriente que entra al nodo A así mismo dividiéndose en dos corrientes.

 ∙ 𝐼2;𝐼3: Son las corrientes resultantes que salen del nodo A así mismo la suma de estas dos son equivalentes a la corriente 𝐼1.

1. Segunda Ley de Kirchhoff (ley de mallas):

Ésta en referencia a la conservación de la energía de potencial (diferencia de potencial o voltaje) teniendo en cuenta la que es conservativa e independiente de la trayectoria.

“En toda trayectoria cerrada, dentro de una red eléctrica las sumas de tenciones de sus elementos constituyentes deben ser iguales o cero”

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DONDE:

∙ La subida de potencial representa un incremento de voltaje de (− 𝑎 +) en el sentido de recorrido de la malla.

 ∙ La caída de potencial es cuando el voltaje en un elemento va decreciendo, en el sentido que se recorre la malla (+𝑎 −)

CONSULTAS

1. Definición de magnetismo como ciencia

El magnetismo es un campo de investigación constituido en el marco de la física, distinguiendo vehículos naturales que manifiestan una reacción, en la que se atraen o alejan al entrar en contacto con determinados elementos, según las propiedades y condiciones. Su referencia etimológica traslada al latín como magnes, que remite a imán. En física, el magnetismo se define como la fuerza de atracción de imanes que presentan un polo positivo y otro negativo, conocido como dipolo.

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Figure 1 Efecto de atracción o alejamiento del magnetismo

El magnetismo y las ciencias de la salud:

En los últimos años la relación del magnetismo con las ciencias de la salud ha aumentado notablemente. Por una parte, los avances en el campo de ciencia de materiales y en especial en el campo de la nanociencia y la fabricación de nanomateriales han permitido el desarrollo de nuevas técnicas de diagnosis y terapia basadas en el uso de campos y ondas electromagnéticas. Por otra parte, el desarrollo tecnológico y en especial de las comunicaciones inalámbricas ha hecho aumentar los niveles de campo electromagnético a los que estamos expuestos. Es por ello necesario conocer bien los posibles efectos de dichos campos electromagnéticos para tomar las medidas de protección necesarias que garanticen la seguridad de las personas frente a estos campos electromagnéticos.

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1. ¿Qué es un campo magnético?

El campo magnético es la agitación que produce un imán a la región que lo envuelve. Se representa con líneas de campo que parten por el exterior del imán del polo norte al polo sur, y por su interior a la inversa, del polo sur al norte. Son líneas que no se cruzan y se separan unas de otras y del imán, tangencialmente a la dirección del campo en cada punto.

Este recorrido de las líneas de fuerza es el circuito magnético y la cantidad que lo forman se llama flujo magnético. Su intensidad es inversamente proporcional al espacio entre las líneas (a menos espacio, más intensidad).

En un campo magnético uniforme, la densidad de flujo de campo magnético que atraviesa una superficie plana y perpendicular a las líneas de fuerza valdrá:

En el caso de que la superficie atravesada por el flujo magnético no sea perpendicular a la dirección de éste tendremos que:

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Figure 2 Detalle de un imán con la dirección de las líneas de campo.

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