Campos Magneticos

Materia: Física II

Campo Magnético, Fuentes de Campo Magnético y Leyes asociadas al magnetismo

Profesor : Ing. eléctrico Jorge Eliecer Duque Pardo

Almuna: Stefy Paola Villa Viloria

PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

CARTAGENA D.T Y C

2012

Campo Magnético, Fuentes de Campo Magnético y Leyes asociadas al magnetismo

Stefy Paola Villa Viloria [1].

Resumen

El pasado jueves 12 de julio, realizamos un laboratorio en las instalaciones de la universidad tecnológica de bolívar, el cual dividimos en varias partes con el fin de estudiar y analizar el campo magnético, sus fuentes y algunas leyes asociadas al magnetismo, teniendo en cuenta el comportamiento de un transformador eléctrico, examinando su funcionamiento con distintas bobinas, conociendo las leyes del transformador e intentando dar respuestas a preguntas como: ¿Qué sucede si se aplica corriente directa al transformador? O ¿Por qué el núcleo de un transformador esta laminado?, etc. Por otra parte también observamos cómo trabaja el generador eléctrico, la conducta de la fuerza magnética bajo ciertos parámetros y el funcionamiento de un motor de corriente alterna.

L

INTRODUCCIÓN

os fenómenos magnéticos son conocidos desde épocas remotas cuando en la antigua grecia, los griegos observaban que ciertas piedras atraían el hierro y que los trocitos de hierro atraídos, atraían a su vez a otros. Se dice que el primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue el griego Tales de Mileto .pero que los chinos fueron quienes dieron ciertos avances en el estudio del magnetismo como lo fue el científico Shen Kua (1031-1095), quien escribió sobre la brújula de aguja magnética y mejoró la precisión en la navegación. De ahí en adelante se tiene conocimiento acerca de algunos descubrimientos acerca del magnetismo, pero es necesario que vayamos más adelante en la historia, donde principalmente ocurrió la "acción". A finales del siglo XVIII y principios del XIX comenzaron, curiosamente, la invertigación simultánea de las teorías de electricidad y magnetismo. Con lo que destacamos a científicos como Hans Oersted(1777 - 1851), quien describió cierta relación entre la electricidad y el magnetismo. También está el francés André Marie Ampére (1775 - 1836) seguido por el físico francés Dominique François (1786 - 1853) quienes profundizarán en dicho campo. El científico británico Michael Faraday (1791 - 1867) descubrió importantes hallazgos sobre el movimiento de un imán que se encuentra cercano a una corriente eléctrica.

Quién finalmente unió exitosamente ambas teorías fue el físico británico James Maxwell (1831 - 1879), Sucesos que dieron pie a lo que hoy conocemos como magnetismo y con lo que se sigue trabajando y avanzando en la física del siglo XX y XXI.

En el siguiente informe de laboratorio se trabajaron 6 experiencias, las cuales permiten evaluar con mayor claridad este fenómeno del magnetismo y electromagnetismo, el cual ayudo a revolucionar y ampliar el estudio de la electricidad

ASPECTO TEORICO

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. Las experiencias que llevaron a Faraday al descubrimiento de la inducción electromagnética pueden ser agrupadas en dos categorías: experiencias con corrientes y experiencias con imanes. En primer lugar preparó dos solenoides, uno arrollado sobre el otro, pero aislados eléctricamente entre sí. Uno de ellos lo conectó a una pila y el otro a un galvanómetro y observó cómo cuando accionaba el interruptor del primer circuito la aguja del galvanómetro del segundo circuito se desplazaba, volviendo a cero tras unos instantes. Sólo al abrir y al cerrar el interruptor el galvanómetro detectaba el paso de una corriente que desaparecía con el tiempo. Además, la aguja se desplazaba en sentidos opuestos en uno y otro caso.

En el segundo grupo de experiencias Faraday utilizó un imán recto y una bobina conectada a un galvanómetro. Al introducir bruscamente el imán en la bobina observó una desviación en la aguja, desviación que desaparecía si el imán permanecía inmóvil en el interior de la bobina. Cuando el imán era retirado la aguja del galvanómetro se desplazaba de nuevo, pero esta vez en sentido contrario. Cuando repetía todo el proceso completo la aguja oscilaba de uno a otro lado y su desplazamiento era tanto mayor cuanto más rápido era el movimiento del imán entrando y saliendo en el interior de la bobina. Lo mismo sucedía cuando mantenía quieto el imán y movía la bobina sobre él.

La representación del campo magnético en forma de líneas de fuerza permitió a Faraday encontrar una explicación intuitiva para este tipo de fenómenos. Ya que para que se produjera una corriente inducida en la bobina era necesario que las líneas de fuerza producidas por el imán fueran cortadas por el hilo conductor de la bobina como consecuencia del movimiento de uno u otro cuerpo.

Por otro lado al físico Ampére se le acredita el descubrimiento del electromagnetismo -la relación entre la corriente eléctrica y campos magnéticos-. Su trabajo en este campo fue influido por los descubrimientos del físico danés Hans Christian Oersted. Ampére presentó una serie de artículos que exponían la teoría y las leyes básicas del electromagnetismo, la que él llamó electrodinámica, para diferenciarla del estudio de fuerzas eléctricas estacionarias, que denominó electrostáticas; Por otro lado también encontramos la ley de Ampere-Maxwell o ley de Ampere generalizada es la misma ley de ampere corregida por James Clerk Maxwell debido a la corriente de desplazamiento y creó una versión generalizada de la ley, incorporándola a las ecuaciones de Maxwell. Esta ley postula que una corriente eléctrica puede inducir campos magnéticos.

EXPERIENCIAS REALIZADAS

A continuación se explicaran las experiencias realizadas para dar una amplia definición y demostración acerca del magnetismo y sus particularidades más notables en el campo de la física eléctrica.

TRANSFORMADOR

Es un dispositivo electromagnético, que permite aumentar o disminuir el voltaje y la intensidad de una corriente alterna de forma tal que su producto permanezca constante manteniendo la frecuencia. Está basado en el fenómeno de la inducción electromagnética y normalmente está constituido, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado, se fabrica de hierro

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