Electromagnetismo

ELECTROMAGNETISMO

Electromagnetismo es una rama de la Física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, sus fundamentos fueron dados a conocer por primera vez por Michael Faraday y formulados por primera vez de forma completa por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.

La noción de electromagnetismo se utiliza para nombrar a la interacción que se establece entre campos magnéticos y campos eléctricos. El concepto también se emplea para denominar a la especialización de la física centrada en el estudio de estas cuestiones.

El electromagnetismo se encarga de la descripción de los fenómenos que se desarrollan a partir de la intervención de cargas eléctricas, tanto en movimiento como en reposo, que dan lugar a campos magnéticos y eléctricos y que producen efectos sobre gases, líquidos y sólidos.

DINAMO

La aplicación más importante de la inducción electromagnética es la dinamo. Es un aparato que convierte energía mecánica (rotacional) en energía eléctrica, mediante la inducción de corriente en bobinas de alambre que se hacen girar en un campo magnético. Al girar las bobinas, se abren camino a través de las líneas magnéticas, primero en un sentido y después en el opuesto. Cada vez que cambia el sentido, lo hace la dirección de la corriente inducida, produciéndose así una corriente alterna. La corriente se extrae de las bobinas mediante dos colectores y las escobillas correspondientes. Este aparato en su conjunto se denomina dinamo de corriente alterna o alternador.

En una dinamo de corriente continua, la corriente alterna producida por las bobinas se convierte en corriente continua, utilizando un sistema diferente para «recoger» la corriente. Se emplea un solo anillo con dos intersticios, llamado anillo hendido. Al invertirse la corriente en las bobinas, las muescas dejan atrás las escobillas invadiendo de hecho las conexiones de los alambres y permitiendo que la corriente siga fluyendo en el mismo sentido.

Funcionamiento 

La corriente generada es producida cuando el campo magnético creado por un imán o un electroimán fijo, inductor, atraviesa una bobina, inducido, colocada en su centro. La corriente inducida en esta bobina giratoria, en principio alterna, es transformada en continua mediante la acción de un conmutador giratorio, solidario con el inducido, denominado colector, constituido por unos electrodos denominados delgas. De aquí es conducida al exterior mediante otros contactos fijos llamados escobillas que conectan por frotamiento con las delgas del colector.

MAGNETISMO 

Se conoce como magnetismo a la propiedad de acción y repulsión de determinados metales e imanes, que presentan un polo positivo y otro negativo, caracterizado por las fuerzas dipolo. De esta forma, la propiedad dipolo magnético, informa que los polos iguales se repelan y los opuestos se atraen.

Para que se produzca el magnetismo debe de existir cargas en movimiento, específicamente de los electrones, considerados pequeños imanes que producen fuerzas magnéticas, siendo los responsables de la capacidad magnética de un material u otro.

TIPOS DE IMANES:

Los imanes naturales:

Que son cuerpos que se encuentran en la naturaleza y que tienen propiedades magnéticas. El elemento constitutivo más común de los imanes naturales es la magnetita: óxido ferroso férrico (Fe3O4), mineral de color negro y brillo metálico.

Los imanes artificiales:

Que son los que se obtienen por imantación de ciertas sustancias metálicas. Es decir, un imán artificial es un cuerpo metálico al que se ha comunicado la propiedad del magnetismo, mediante frotamiento con un imán natural, o bien por la acción de corrientes eléctricas aplicadas en forma conveniente (electro-imanación).

también encontramos lo que se llama electroimán que bien es:

Electroimán:

 Es una bobina (en el caso mínimo, una espira) por la cual circula corriente eléctrica, la cual lleva por tanto asociado un campo magnético.

También hay dos clases de imanes, los que son temporales y los que son permanentes:

Imanes temporales pierden sus propiedades magnéticas cuando deja de actuar sobre ellos la causa que produce la imantación. Los imanes construidos con hierro dulce son de este tipo. Estos imanes se utilizan para fabricar electroimanes para timbres eléctricos, telégrafos, teléfonos etc.

Imanes permanentes mantienen sus propiedades, aunque deje de actuar la causa que produce la imantación. Los imanes construidos con acero son de este tipo. Estos imanes se utilizan en la construcción de diversos aparatos eléctricos, como dinamos, amperímetros, voltímetros, motores, etc.

las características de los imanes son:

Imantación por frotamiento

Frotamos repetidamente una barra de acero con un imán. Lo haremos siempre en el mismo sentido y con el mismo extremo del imán. Al acercar la barra de acero a unas limaduras de hierro, podremos observar que las atrae.

Imantación por contacto

Acercamos una aguja de acero a un imán, de forma que estén en contacto. Observamos que, al acercarlos a unas limaduras de hierro, éstas son atraídas tanto por el imán como por la aguja. Cuando los separamos, la aguja mantiene las propiedades magnéticas, ya que, al acercarla de nuevo a las limaduras de hierro, las sigue atrayendo.

Imantación por influencia

Acercamos un imán a una barra de acero sin que lleguen a tocarse. La barra atrae los clavos de hierro que se encuentran en sus proximidades. Cuando separamos el imán, la barra también mantiene las propiedades magnéticas, ya que continúa atrayendo los clavos de hierro.

CAMPO MAGNETICO

Se trata de un campo que ejerce fuerzas (denominadas magnéticas) sobre los materiales. Al igual que el campo eléctrico también es un campo vectorial, pero que no produce ningún efecto sobre cargas en reposo (como sí lo hace el campo eléctrico en dónde las acelera a través de la fuerza eléctrica). Sin embargo, el campo magnético tiene influencia sobre cargas eléctricas en movimiento.

El campo magnético está presente en los imanes. Por otro lado, una corriente eléctrica también genera un campo magnético alrededor del conductor.

Si una carga en movimiento atraviesa un campo magnético, la misma sufre la acción de una fuerza (denominada fuerza magnética). Esta fuerza no modifica el módulo de la velocidad pero sí la trayectoria (ver fuerza magnética). Sobre un conductor por el cual circula electricidad y que se encuentra en un campo también aparece una fuerza magnética.

El campo magnético se denomina con la letra B y en el Sistema Internacional de Unidades se mide en tesla. Un tesla es el valor de un campo magnético que provoca una fuerza de un newton sobre una carga de un coulomb que se mueve perpendicularmente a éste, a una velocidad de 1 m/s.