Introduccion A La Electromagnetica

UNIVERSIDAD DE CARABOBO

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACION

ESCUELA D EDUCACION

DEPARTAMENTO DE NATEMATICAS Y FISICA

ASIGNATRA: FISICA EXPERIMENTAL II

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

PROF. GLAMARYS SÁNCHEZ

Elaborado por:

Fernández C. Blanca C.

C.I.: 19856.459

Sección 71

ÍNDICE

Introducción………………………………………………… 3

Flujo del Campo Magnético……………………................... 4 - 6

Inducción Electromagnética……………………………...... 7 - 10

Aplicaciones de la Inducción Electromagnética…………. 11 - 13

La Síntesis de Maxwell………………………...................... 14 - 16

Conclusión…………………………………………………. 17

Bibliografía………………………………………………… 18

INTRODUCCIÓN

Se desarrolla un caso muy importante de la relación entre la ciencia y la tecnología: el electromagnetismo. Se ilustra la dependencia entre el conocimiento científico y las aplicaciones tecnológicas. El caso del electromagnetismo es notable, entre otras cosas, por el hecho de que una vez llevados a cabo los descubrimientos científicos tuvieron inmediata aplicación práctica y viceversa, las aplicaciones prácticas fomentaron la investigación científica para resolver diferentes problemas, lo cual a su vez abrió nuevos horizontes científicos.

El conocimiento científico de la relación entre electricidad y magnetismo dio lugar, inmediatamente, a aplicaciones tecnológicas importantes. El telégrafo, con el que el hombre pudo comunicarse por medios eléctricos, y a las máquinas eléctricas, o sea, motores eléctricos y generadores de electricidad. De esta forma, el hombre tuvo a su disposición fuentes de corriente eléctrica de gran intensidad, hecho que cambió drásticamente en la historia de la humanidad, dando lugar a una re-evolución en la forma de vida, cuyas consecuencias fueron la iluminación eléctrica y el teléfono, entre otras.

Por otro lado, la historia dio un vuelo inesperado, James Glerk Maxwell realizó una gran síntesis teórica de los trabajos de Ampére y Faraday sobre la electricidad y el magnetismo, lo que condujo al sorpresivo descubrimiento de que la luz era de origen eléctrico y magnético. Además, como consecuencia de la teoría que desarrolló predijo la existencia de las ondas electromagnéticas. Basado en el trabajo de sus antecesores, Maxwell construyó uno de los pilares de la física, comparable con la mecánica por Newton. También se menciona que la teoría electromagnética de Maxwell sobre la inducción electromagnética; es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos variables con el tiempo.

El descubrimiento por Faraday y Henry de este fenómeno introdujo una cierta simetría en el mundo del electromagnetismo. Maxwell consiguió reunir en una sola teoría los conocimientos básicos sobre la electricidad y el magnetismo. Su teoría electromagnética predijo, antes de ser observadas experimentalmente, la existencia de ondas electromagnéticas. Hertz comprobó su existencia e inició para la humanidad la era de las telecomunicaciones.

EL FLUJO DEL CAMPO MAGNETICO

El flujo magnético Φ (representado por la letra griega fi Φ), es una medida de la cantidad de magnetismo, y se calcula a partir del campo magnético, la superficie sobre la cual actúa y el ángulo de incidencia formado entre las líneas de campo magnético y los diferentes elementos de dicha superficie. La unidad de flujo magnético en el Sistema Internacional de Unidades es el Weber y se designa por Wb (motivo por el cual se conocen como weberímetros los aparatos empleados para medir el flujo magnético). En el sistema cegesimal se utiliza el Maxwell (1 Weber =108 Maxwell).

[Wb] = [V] • [s]1

Si el campo magnético B es vector paralelo al vector superficie de área S, el flujo Φ que pasa a través de dicha área es simplemente el producto del valor absoluto de ambos vectores:

En muchos casos el campo magnético no será normal Flujo magnético por una espira

a la superficie, sino que forma un ángulo con la normal, por lo que podemos generalizar un poco más tomando vectores:

Generalizando aún más, podemos tener en cuenta una superficie irregular atravesada por un campo magnético heterogéneo. De esta manera, tenemos que considerar cada diferencial de área: Vectores normales a una superficie dada

donde dS es un vector perpendicular a la superficie en cada punto.

Se denomina flujo magnético a la cantidad de líneas de fuerza que pasan por un circuito magnético.

Como las líneas del campo magnético son cerradas (no existen monopolos), el flujo a través de cualquier superficie cerrada es nulo:

Por tanto, al contrario de lo que ocurría con la ley de Gauss, el flujo del campo magnético no puede emplearse para calcular campos magnéticos.

Ley de Ampere: La ley que nos permite calcular campos magnéticos a partir de las corrientes eléctricas es la Ley de Ampére. Fue descubierta por André - Marie Ampére en 1826 y se enuncia:

La integral del primer miembro es la circulación o integral de línea del campo magnético a lo largo de una trayectoria cerrada, y:

* μ0 es la permeabilidad del vacío,

* dl es un vector tangente a la trayectoria elegida en cada punto,

* IT es la corriente neta que atraviesa la superficie delimitada por la trayectoria, y será positiva o negativa según el sentido con el que atraviese a la superficie.

Cuantización del Flujo Magnético

Como ya predijo Fritz London en 1948, es posible observar la Cuantización del flujo magnético en sustancias superconductoras. El cuanto de flujo magnético es una constante física:

El inverso del cuanto de flujo magnético KJ = 1/Φ0 se suele conocer como constante de Josephson, por Brian David Josephson.

Empleando el efecto Josephson es posible medir con mucha precisión el cuanto de flujo magnético, lo cual se ha empleado junto con el efecto Hall cuántico para medir la constante de Planck con la máxima precisión hasta la fecha. Es bastante irónico el hecho de que la constante de Planck suela estar asociada a sistemas microscópicos, pero su valor se calcule a partir de dos fenómenos macroscópicos como el efecto Josephson y el efecto Hall cuántico.

Cuantización del flujo magnético en un anillo superconductor

Inducción Electromagnética

Es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o tensión) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quien lo expresó indicando que la magnitud de la tensión inducida es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).

Esquema de la Inducción Electromagnética

El descubrimiento de Oersted según el cual las cargas eléctricas en movimiento interaccionan con los imanes y el descubrimiento posterior de que los campos magnéticos ejercen fuerzas sobre corrientes eléctricas, no solo mostraba la reacción entre dos fenómenos físicos hasta entonces independientes, sino también porque podría ser un camino para producir corrientes eléctricas de un modo mas barato que con la pila de volta. Faraday fue el que obtuvo primeros resultados positivos en la producción de corrientes eléctricas mediante campos magnéticos.

Leyes de Faraday y de Lenz: Faraday descubrió que cuando un conductor es atravesado por un flujo magnético variable, se genera en el una fuerza electromotriz inducida

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