La descarga está en progreso. Por favor, espere

La descarga está en progreso. Por favor, espere

Física y Química 3º ESO: guía interactiva para la resolución de ejercicios LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Magnetismo y electricidad I.E.S. Élaios Departamento.

Presentaciones similares


Presentación del tema: "Física y Química 3º ESO: guía interactiva para la resolución de ejercicios LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Magnetismo y electricidad I.E.S. Élaios Departamento."— Transcripción de la presentación:

1 Física y Química 3º ESO: guía interactiva para la resolución de ejercicios LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Magnetismo y electricidad I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química

2 Índice Ejercicio 1 Ejercicio Ejercicio 2 Ejercicio Ejercicio 3 Ejercicio Ejercicio 4 Ejercicio Ejercicio 5 Ejercicio Ejercicio 6 Ejercicio Ejercicio 7 Ejercicio Ejercicio 8 Ejercicio Ejercicio 9 Ejercicio Ejercicio 10 Ejercicio Ejercicio 11 Ejercicio Ejercicio 12 Ejercicio Ejercicio 13 Ejercicio Ejercicio 14 Ejercicio Ejercicio 15 Ejercicio Ejercicio 16 Ejercicio Ejercicio 17 Ejercicio Ejercicio 18 Ejercicio Propiedades de los imanes Efecto magnético de la corriente Inducción electromagnética

3 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química Ayuda El magnetismo es la propiedad que tienen algunos minerales, como la magnetita, de atraer al hierro y al acero; esta propiedad también la puede adquirir el acero si está sometido a la acción de un imán durante un tiempo, este fenómeno se denomina inducción magnética. Un imán tiene dos polos, que son las zonas donde se manifiestan con mayor intensidad sus propiedades.El polo norte es aquel que al girar el imán libremente se orienta hacia el norte geográfico, y el polo sur es el que se orienta hacia el sur geográfico. Los polos del mismo nombre se repelen y los polos de distinto nombre se atraen. Los polos de un imán nunca pueden aislarse, pues al dividir un imán siempre aparecen de nuevo los dos polos. Todas estas propiedades son consecuencia de que en un imán el modo de girar los electrones en los átomos no es aleatorio, sino que obedece a un cierto orden. La Tierra se comporta como un imán cuyo polos norte y sur magnéticos están próximos a los polos norte y sur geográficos, pero que no coinciden con ellos. El ángulo que forma la dirección del norte geográfico con la dirección del norte magnético se denomina ángulo de declinación. Denominamos campo magnético a la zona del espacio donde se manifiesta la atracción o repulsión de un imán. Se pueden visualizar las líneas de fuerza del campo magnético con la ayuda de limaduras de hierro o de pequeñas agujas imanadas (brújulas).

4 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química Ayuda En un principio, electricidad y magnetismo se consideraban fenómenos separados, pero como queda demostrado en la experiencia de Oersted, una corriente eléctrica crea un campo magnético. Con la ayuda de limaduras de hierro o de pequeñas brújulas pueden visualizarse la líneas de fuerza del campo magnético resultante. Si la corriente eléctrica circula por un conductor arrollado en espiral (bobina), el campo magnético que se crea es más intenso que el que crea una corriente que circula por un conductor rectilíneo, y tanto más intenso cuanto mayor sea el número de espiras de la bobina. Si en el interior de la bobina introducimos una barra de hierro, tenemos un electroimán. El electroimán se comporta como un imán, pero en el que podemos cambiar la intensidad y el sentido de su campo magnético, al variar la intensidad y el sentido de la corriente que circula por la bobina. De este modo podemos hacer instalaciones en las que coexistan imanes y electroimanes, y aprovechar sus interacciones para diversos usos (motor eléctrico, timbre, galvanómetro, etc…) Un campo magnético variable crea una corriente eléctrica en un conductor. Este fenómeno, denominado inducción electromagnética y descubierto por Faraday, es el fundamento de los generadores de corriente continua (dinamo) y alterna (alternador); en ellos se hace girar el conductor en el seno de un campo magnético, y al ir variando su posición, varía el campo magnético que lo atraviesa, por lo que circulará corriente en el conductor.

5 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 1 (a) ¿Cómo se orienta un imán natural que se deja girar libremente, por ejemplo suspendido de un hilo o flotando sobre un corcho en el agua? (b) ¿Cómo se decide cuál es el polo norte y cuál el sur de un imán? (a) Un imán que gira libremente, se orienta en la dirección norte-sur, ya que la Tierra se comporta como un imán. (b) El polo norte de un imán es el que se sitúa más próximo al norte geográfico. El polo sur del imán es el que sitúa más próximo al polo sur geográfico. Haz clic para verlo N S

6 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 2 ¿Cuáles de los siguientes objetos o materiales son atraídos por un imán? Una moneda de 0,50 La hoja de un cuchillo Carbón Latón Plástico Un clavo de hierro Una lata de refresco Unas tijeras Una alambre de cobre El exterior de la lavadora Vidrio

7 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 3 ¿Por qué no se pueden separar los polos de un imán? NS NNS S Al dividir un imán en dos pedazos, cada una de las partes es un imán completo. El magnetismo afecta a todo el material que constituye el imán. Los polos son los lugares donde la fuerza magnética se manifiesta con más intensidad.

8 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 4 En pantalla van a aparecer parejas de polos de imanes distintos. Dibuja en cada caso una flecha en cada imán que nos indique la atracción o repulsión que experimenta. NNSS N S N S

9 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 5 Dibuja la líneas de fuerza de un campo magnético creado por un imán recto. Recuerda y dibuja cómo se disponen las limaduras de hierro al extenderlas sobre una cartulina que tiene debajo el imán. S N Las líneas de fuerza del campo magnético son cerradas, salen del polo norte y entran por en polo sur.

10 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 6 Dibuja y explica cómo se orientarían unas brújulas que estuviesen situadas cerca de un imán recto s N Recuerda que una brújula no es más que un imán que gira libremente. Recuerda cómo son las líneas de fuerza del campo magnético de un imán recto. S N

11 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 7 (a) ¿Qué ocurre cuando situamos una brújula cerca de un conductor por el que circula una corriente? (b) ¿Y si cambiamos el sentido de la corriente, qué ocurre? (c) ¿Cómo interpretamos estos hechos? (d) ¿Quién fue el científico que realizó este experimento por primera vez? Cuando el circuito está abierto y no circula corriente, la brújula no se desvía. ( a) Si la corriente circula en sentido contrario, la brújula girará 180º respecto a su posición anterior. Al circular corriente, la brújula se desvía y se orienta perpendicularmente al conductor. ( b) ( c) El experimento demuestra que una corriente eléctrica crea un campo magnético en torno suyo, que hace que la brújula se desvíe. ( d)El científico que puso en evidencia la relación entre electricidad y el magnetismo, mediante un experimento semejante fue el danés Oersted en Por ello se denomina al experimento Experiencia de Oersted Haz clic para ver qué ocurre cuando se cierra el interruptor.

12 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 8 (a) ¿Cómo pueden visualizarse las líneas de fuerza del campo magnético que produce una corriente rectilínea? (b) ¿Qué forma y orientación tienen? (a) Si espolvoreamos limaduras de hierro sobre una cartulina atravesada por el conductor, adoptan esta forma (b) Las líneas son circunferencias concéntricas, perpendiculares al cable conductor, el sentido de giro es como el de un sacacorchos que girase para avanzar en el sentido de la corriente. Sentido de la corriente

13 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 9 Si se hace pasar corriente por un conductor arrollado en espiral, es decir, por una bobina, se obtiene un campo magnético similar al de un imán en forma de barra, ¿Cómo podemos aumentar la intensidad de este campo magnético? Si aumentamos la intensidad de la corriente que circula por la bobina, aumentará también al intensidad del campo magnético. Si aumentamos el número de vueltas o espiras por unidad de longitud, aumentará la intensidad del campo magnético. Si introducimos una barra de hierro en las espiras, aumentará la intensidad del campo magnético.

14 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 10 (a) ¿Cómo se determinan los polos de un electroimán? (b) ¿Por qué para cargar chatarra se utiliza un electroimán en vez de un imán permanente? (a) Se determinan con la regla de la mano derecha: Si los dedos rodean el electroimán en el sentido en el que circula la corriente, el dedo pulgar señala el polo norte. N s Si se usara un imán permanente, sería difícil descargar la chatarra, ya que ésta se magnetiza fácilmente. Sin embargo, con un electroimán podemos invertir el sentido de la corriente, con lo que la polaridad del electroimán cambiará y se creará una fuerza de repulsión, que, sumada al peso de la chatarra, facilitará su caída. (b) Piensa en qué ocurre con los polos del electroimán si la corriente cambia de sentido.

15 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 11 En la figura se muestran dos cilindros de hierro a los que se ha enrollado sendos cables conectados a una pila. Los dos circuitos son idénticos, pero uno de ellos tiene el interruptor desconectado. ¿Qué pasará cuando conectemos el interruptor? Tal como están situados, los electroimanes se atraerán, ya que los polos próximos son de naturaleza diferente. Dibuja el sentido de la corriente en los dos circuitos. Con la regla de la mano derecha, indica la polaridad de ambos electroimanes. N NS S

16 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 12 Deduce, en las espiras de la figura, si la cara que observamos se comporta como polo sur o polo norte del campo magnético que crean. Aplica la regla de la mano derecha imaginando que hay un trozo de hierro en el interior de la espira. La espira 1 actúa como polo sur y la espira 2 como polo norte. También puede recordarse con las letras S y N, dotándolas de orientación con flechas. Haz clic para verlo. Espira 1 S Espira 2 N

17 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 13 Por la espira de la figura circula una corriente en el sentido indicado. Deduce hacia donde girará la espira por la acción del campo magnético. NS Según lo visto en el ejercicio anterior, la cara superior de la bobina hace de polo sur y la inferior, de polo norte, por tanto la bobina girará 90º en sentido contrario a las agujas del reloj hasta aproximar los polos diferentes. NS

18 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 14 Localiza los componentes del motor y sitúalos en la figura. Señala también por donde circula corriente eléctrica. Imán Bobina Escobillas Conmutador Generador Corriente Eje Imán Bobina Escobillas Conmutador Generador Eje Corriente Imán Bobina Escobillas Conmutador Generador Corriente Eje

19 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química La corriente circula en sentido contrario El amperímetro marca menos intensidad El amperímetro marca más intensidad EJERCICIO 15 En 1831, Michael Faraday consiguió obtener una corriente eléctrica en una bobina acercando y alejando un imán de ella. Si en vez de mover el imán movía la bobina obtenía los mismos resultados. La intensidad de la corriente obtenida era medida por un amperímetro conectado a la bobina. Di qué es lo que ocurre en el experimento de inducción electromagnética de Faraday cuando se establecen las condiciones que van saliendo en pantalla. Michael Faraday ( ) Se aumenta el número de espiras de la bobina El imán o la bobina se mueven más despacio El amperímetro marca más intensidad Se usa un imán más potente No circula corriente en la bobina El imán no se mueve El imán se aleja en vez de acercarse a la bobina

20 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 16 Se tiene dos circuitos, A y B, uno al lado del otro. El circuito A tiene un generador, el B sólo un amperímetro. Di qué hará la aguja del amperímetro del circuito B en las siguientes situaciones: (a) al cerrar el interruptor del circuito A; (b) mientras el interruptor permanece cerrado; (c) al abrir el interruptor. (a) Al cerrar el interruptor en el circuito A, se moverá la aguja del amperímetro en B, ya que aumenta el campo magnético sobre él y se crea una corriente inducida. Recuerda la experiencia de Faraday. (b) Cuando el interruptor permanece cerrado, la aguja del amperímetro muestra que no hay corriente inducida, pues el campo magnético no varía. (c) Al volver a abrir el interruptor, se mueve la aguja del amperímetro en B por la misma razón que en (a). Pero esta vez el campo magnético disminuye y el amperímetro se desviará en sentido contrario. AB

21 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 17 Un experimento de inducción magnética consiste en mover un cable, con sus extremos unidos a un amperímetro, entre los polos de un imán en forma de U. (a) ¿Qué ocurrirá si movemos el cable hacia arriba o hacia abajo perpendicularmente a las líneas de fuerza del campo magnético del imán? (b) ¿Y si lo movemos paralelamente a ellas? (a) Piensa si se produce variación del flujo magnético sobre el circuito al moverlo. El flujo magnético que atraviesa el circuito varía; por lo tanto, el amperímetro señalará paso de corriente. Su sentido cambiará según suba o baje el cable. Si el cable se mueve paralelamente a las líneas de fuerza, no se induce corriente, ya que el flujo magnético no cambia: el amperímetro marcará cero. (b) Piensa de nuevo si se produce variación del flujo magnético sobre el circuito al moverlo.

22 I.E.S. Élaios Departamento de Física y Química EJERCICIO 18 Suele decirse que una dinamo es como un motor eléctrico, pero que trabaja al revés. ¿En qué se parecen y en qué se diferencian un motor eléctrico y una dinamo? Recuerda el motor del ejercicio 14. Imán Conmutador Escobillas Bobina Corriente Inducida Las partes de una dinamo son las mismas que las del motor. La diferencia es esencial: mientras que en el motor hay un generador que hace pasar corriente por la bobina y el campo magnético la hace girar, en la dinamo hacemos girar la bobina para que en ella aparezca una corriente, y no hay ninguna pila. Se hace girar la bobina En el motor el objetivo es producir movimiento a partir de electricidad. En la dinamo el objetivo es producir electricidad a partir del movimiento.


Descargar ppt "Física y Química 3º ESO: guía interactiva para la resolución de ejercicios LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Magnetismo y electricidad I.E.S. Élaios Departamento."

Presentaciones similares


Anuncios Google