Campo magnéticCampo magnético Inducción electromagnética Magnitudes y unidades SI.

Presentación del tema: "Campo magnéticCampo magnético Inducción electromagnética Magnitudes y unidades SI."— Transcripción de la presentación:

1 Campo magnéticCampo magnético Inducción electromagnética Magnitudes y unidades SI

2 U5 |Campo magnético Conceptos básicos Fuerza CM sobre carga móvil Acción CM sobre corriente eléctrica Acción CM sobre bobinas y espiras Motores eléctricos CM creado por corrientes rectilíneas y solenoides

3 U5 |Campo magnético: conceptos básicos Espectro magnético de un imán recto. Las limaduras de hierro son pequeñas agujas imantadas que se orientan siguiendo las líneas de inducción del campo magnético creado por el imán. En una región del espacio existe un campo magnético cuando, en cada punto de esta región, una aguja imantada es sometida a fuerzas magnéticas. El campo magnético es el conjunto de vectores inducción magnética aplicados en cada punto de una zona del espacio. Líneas de inducción magnética de un imán recto. Exteriormente van del polo norte al sur y se cierran a través del imán. Tanto el magnetismo de los imanes como el originado por la corriente eléctrica son efectos de las cargas eléctricas en movimiento.

4 U5 |Fuerza CM sobre una carga móvil Las cruces, X, señalan que el campo magnético es perpendicular a la hoja, y el sentido es de fuera hacia dentro. El electrón describe una trayectoria circular. Regla de la mano izquierda para determinar la fuerza que ejerce el campo magnético sobre una carga eléctrica móvil. Cuando una carga eléctrica Q se mueve con una velocidad v en un campo magnético uniforme B, actúa una fuerza F: Proporcional a la carga Q. Proporcional al módulo de la velocidad de la carga. Perpendicular al vector velocidad. Perpendicular al vector de inducción magnética. De módulo

5 U5 |Acción CM sobre una corriente eléctrica Regla de la mano izquierda aplicada a un hilo de corriente. Recuerda que hemos elegido las cargas positivas como cargas de referencia. Las características de la fuerza que actúa sobre un conductor rectilíneo por el que circula una corriente y que se encuentra en un campo magnético uniforme son las siguientes: La dirección es perpendicular al conductor y al campo magnético. El sentido se determina aplicando la regla de la mano izquierda, como se representa en la figura. El módulo se calcula con la expresión

6 U5 |Acción CM sobre bobinas y espiras Las fuerzas F y F ’ son un par de fuerzas que hacen girar la espira. Al hacer circular una corriente por una espira (o una bobina) situada en el interior de un campo magnético, ésta gira hasta que el plano de las espiras se coloca perpendicular al campo. Acción de un campo magnético sobre una bobina, por la que circula una corriente eléctrica.

7 U5 |Motores eléctricos El campo magnético creado por las piezas polares es radial. El vector B es perpendicular a todos los planos paralelos al eje del cilindro, que está centrado en el mismo. Fuerzas magnéticas que se ejercen sobre una de las espiras del rotor. Las fuerzas F 1 y F 2 son un par de fuerzas por cuya acción el rotor gira. Los motores eléctricos se basan en las acciones ejercidas por el campo magnético sobre las corrientes. Colector. En el mismo instante en que el conjunto de espiras se sitúa perpendicularmente al campo, se invierte el sentido de la corriente que las recorre, por lo que giran media vuelta más en el mismo sentido de giro, y así sucesivamente. Motor EstatorColectorRotor

8 U5 |CM creado por corrientes rectilíneas y solenoides Regla para determinar las líneas de inducción creadas por la corriente de un solenoide. Regla de la mano derecha. El dedo pulgar estirado indica el sentido de la corriente. Los otros dedos, al rodear el hilo, señalan el sentido de las líneas del campo magnético creado por la corriente. El módulo del campo magnético creado por una corriente rectilínea indefinida de intensidad, Ι, en un punto separado por una distancia, d, del conductor, en un medio de permeabilidad, μ, es: Un conductor enrollado en forma de hélice constituye un solenoide. El campo creado en su interior cuando circula una corriente es: Espectro de inducción magnética creado por un solenoide, con 20 A.

9 U5 |Inducción electromagnética Corriente inducida y flujo magnético Dinamos y alternadores Transformadores

10 U5 |Corriente inducida y flujo magnético Las corrientes inducidas se producen en circuitos conductores, cuando el flujo de inducción magnética a través de estos circuitos varía con el tiempo. El flujo de inducción magnética a través de una superficie plana situada en un campo magnético uniforme es: Ley de Faraday-Henry y Lenz La fuerza electromotriz inducida en un circuito conductor cerrado es directamente proporcional a la variación del flujo de inducción magnética a través de la superficie de este circuito: a) El flujo magnético a través de la bobina es φ = N B 1 S b) Al acercar el polo norte del imán, el flujo aumenta porqué B es mayor cerca del imán.

11 U5 |Dinamos y alternadores a) Alternador. Cada media vuelta cambia el sentido de la corriente recogida por cada escobilla. b) Dinamo. El sentido de la corriente no cambia porqué cada media vuelta varía el semianillo que hace contacto con las escobillas. Las dinamos y los alternadores son máquinas basadas en la inducción electromagnética, que transforman el trabajo mecánico en energía eléctrica. Las dinamos producen corriente continua y los alternadores corriente alterna. Alternadores de una central de producción de corriente eléctrica.

12 U5 |Transformadores a) Transformador eléctrico. Dispositivo basado en la inducción electromagnética, que permite elevar o disminuir la tensión de una corriente alterna, disminuyendo o elevando la intensidad de forma que su potencia se mantenga prácticamente invariable. Relación de transformación b) Representación esquemática de un transformador.

13 U5 |Magnitudes y unidades SI MagnitudSímboloUnidad (SI) Intensidad de corrienteIA Inducción magnéticaT Carga eléctricaQC Permeabilidad relativaμrμr Tm/A Permeabilidad en el vacío μ0μ0 Tm/A Flujo magnéticoΦWb fem inducidaεV Intensidad eficazI eficaz A fem eficazε eficaz V