ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

1.- ¿QUÉ ES MAGNETISMO?

Magnetismo es la fuerza de atracción que ejercen determinados cuerpos, como los imanes, en una región del espacio denominada campo magnético. Existen cuerpos que por su composición poseen propiedades magnéticas (como la piedra magnetita) y se denominan imanes naturales. Pero también hay otros, conocidos como imanes artificiales, que adquieren esas propiedades por frotación con otro imán, o bien al recibir una corriente eléctrica (como ocurre con ciertos alambres enrollados en forma de espiral).

2.- ¿QUÉ SON LOS POLOS MAGNETICOS DE UN IMAN?

Los imanes poseen dos zonas llamadas polos del imán, las cuales presentan una fuerte propiedad atractiva o repulsiva dependiendo del objeto con el que interactúan. Entre imanes se puede observar que los polos del mismo nombre se repelen y polos de nombre diferente se atraen. Guillermo Gilbert se dio cuenta que el magnetismo de los imanes no residía en el imán solamente, sino también en el espacio que rodea al imán, creando así las bases del concepto de campo magnético de un imán. Está afirmación es visualizada si se colocan pequeñas virutas de hierro sobre la cara de una hoja de papel y por la cara contraria se coloca un imán; dependiendo de la forma del imán se observará que las virutas se alinean en el espacio, según líneas imaginarias que Michel Faraday llamó líneas de fuerza.

3.- ¿QUÉ ES LA IMANTACION?

Los imanes poseen dos polos, uno negativo y otro positivo. Si se enfrentan dos cuerpos imantados, los polos iguales se repelen y los opuestos se atraen. El magnetismo puede transmitirse de un objeto a otro, fenómeno conocido como imantación. Además, en ciertos casos, los imanes son capaces de inducir corrientes eléctricas.

4.- DEFINA CAMPOS MAGNETICOS

Es una región del espacio en la cual una carga eléctrica puntual de valor q que se desplaza a una velocidad, sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad como al campo, llamada inducción magnética o densidad de flujo magnético. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente igualdad.

5.- ¿QUÉ SON LINEAS DE CAMPO MAGNETICO?

Es posible representar el campo eléctrico gráficamente a través de las líneas de campo o de fuerza las que indican la dirección, el sentido y la intensidad del campo. Estas líneas se dibujan de modo que en cada punto sean tangentes a la dirección del campo eléctrico en dicho punto. Las líneas de campo eléctrico señalan o representan las posibles trayectorias que describiría una carga de prueba positiva liberada en distintos puntos en presencia de una carga generadora.

1. El número de líneas que parten de una carga positiva o llegan a una negativa es proporcional a la carga.

2. Las líneas se dibujan simétricamente saliendo o entrando en la carga puntual.

3. Las líneas empiezan o terminan solamente en las cargas.

4. La densidad de líneas es proporcional a la intensidad de campo eléctrico.

5. El campo es tangente a la línea de fuerza.

6. Las líneas de fuerza no se cortan nunca. (unicidad del campo).

6.- UNIDAD DE LA INTENSIDAD DEL CAMPO.

Se llama intensidad de campo eléctrico en un punto al valor de la fuerza resultante de origen eléctrico que actúa sobre una carga puntual dividido el valor de la carga (carga exploradora, elemental o testigo) colocada en dicho punto.

7.- EXPLIQUE FUERZA MAGNETICA SOBRE UNA CARGA ELECTRICA

Cuando una partícula cargada se encuentra quieta dentro de un campo magnético, no experimenta ninguna fuerza. Pero si está en movimiento en una dirección distinta de las líneas de campo magnético, sufre una fuerza magnética que la desviará de su curso. Esta fuerza ejercida por un campo magnético sobre una carga (que pertenece a un grupo de cargas) en movimiento, es proporcional a la carga q y a la componente de la velocidad de la carga en la dirección perpendicular a la dirección del campo magnético. La expresión vectorial es:

El sentido de esta fuerza para una carga positiva, se puede determinar mediante la aplicación de la “regla de la mano izquierda”, ubicando el dedo índice en el sentido de y el dedo del medio en el sentido de . La posición en que queda el dedo pulgar ubicado perpendicularmente a los otros dos, señala el sentido de . Si la carga es negativa, se invierte el sentido de la fuerza.

La dirección de la fuerza magnética es perpendicular tanto al campo magnético como a la velocidad de la partícula. Su intensidad se puede calcular mediante la siguiente relación escalar:

F = qvB sen

En ella, es el ángulo formado por los vectores velocidad de la partícula y campo magnético.

“La regla de la mano izquierda” de Fleming indica la relación entre el sentido y la dirección de la velocidad de la partícula positiva , del campo y de la fuerza magnética .

Al examinar la relación anterior, podemos ver que la fuerza es máxima cuando los vectores velocidad y campo magnético son perpendiculares entre sí, vectores son paralelos. Como la fuerza magnética es perpendicular a la velocidad, su trabajo al mover la carga es nulo. Por tanto, la fuerza magnética no produce cambio ni en la magnitud de la velocidad ni en la energía cinética de la partícula; solo cambia la dirección de la velocidad. Cuando la partícula se mueve en una región en la que hay un campo magnético y un campo eléctrico, la fuerza total sobre ella es la suma de la fuerza eléctrica y la fuerza magnética.

Esto es:

La expresión anterior se conoce como fuerza de Lorentz, llamada así debido a que fue identificada por primera por Hendrik Lorentz.

8.- FUERZA SOBRE CORRIENTE

Así como una carga eléctrica en movimiento (no paralelo a la dirección de B ) es afectada por una fuerza magnética, es natural que esta fuerza también afecte a una corriente eléctrica considerada como un gran número de cargas en movimiento, y al conductor que las contiene. Por tanto, un conductor recto de longitud l que porta una intensidad de corriente i en forma perpendicular a un campo magnético B , experimenta una fuerza magnética cuyo módulo está dado por la relación:

F = ilB

La fuerza es nula si el conductor es paralelo al campo y máxima si es perpendicular. La dirección de esta fuerza es perpendicular al plano formado por el conductor y las líneas de fuerza magnéticas, y su sentido se puede determinar utilizando la regla de la mano izquierda de Fleming.

9.- EXPLIQUE EL FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR ELECTRICO.

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