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SEGUNDA UNIDAD. FENOMENON ELECTRICOFENOMENO MAGNETICO.

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Presentación del tema: "SEGUNDA UNIDAD. FENOMENON ELECTRICOFENOMENO MAGNETICO."— Transcripción de la presentación:

1 SEGUNDA UNIDAD

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3 FENOMENON ELECTRICOFENOMENO MAGNETICO

4 Imán N S Naturales Artificiales Permanentes Temporales Permanentes Temporales Magnetismo

5 El ser humano hace mucho tiempo se dio cuenta de que en la naturaleza existen materiales que eran capaces de atraer al hierro, como la magnetita. Algunas de las propiedades que tiene son: 1.-Atraen al hierro, y otros metales como cobalto, níquel y sus aleaciones

6 Imanes unidos a un hierro

7 2.- Orientan sus moléculas en la misma dirección. Moléculas orientadas

8 3.- Crean dos polos opuestos en sus extremos, y de ellos salen líneas de fuerza que van de uno al otro. Polos y líneas de fuerza de un imán

9 4.- Cuando enfrentamos dos polos de distinto tipo se atraen 5.- Cuando enfrentamos dos polos del mismo tipo se repelen. Atracción y repulsión de imanes

10 6.- Los polos norte y sur no se pueden separar. Si se parte un trozo del material, cada trozo vuelve a ser un imán con polo norte y sur. No existe un solo polo

11 7.- Sus propiedades atraviesan objetos como papel, madera, plásticos, etc. 8.- Si frotamos un objeto de acero con un imán, el objeto adquiere las propiedades magnéticas del imán y se comporta como tal.

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13 Los imanes tienen un campo magnético que los rodea, es muy fácil observarlo si dejamos limaduras de hierro cerca del imán que se sitúan sobre las líneas de fuerza del mismo. Líneas de fuerza de un imán con limaduras de hierro

14 Hace más de dos mil quinientos años, los chinos ya conocían estas propiedades y crearon la primera brújula al concebir la tierra como un enorme imán.

15 Norte magnético y sur terrestre Con ella podían conocer la orientación del norte y del sur en cualquier lugar. El polo norte magnético corresponde con el sur geográfico, y el polo sur magnético corresponde con el polo norte geográfico.

16 También se observó que el paso de la corriente eléctrica por un conductor creaba un campo magnético alrededor del conductor siguiendo la regla de la mano derecha. A este campo magnético generado eléctricamente se le llama electromagnetismo. Campo magnético generado por el paso de corriente

17 Si este conductor lo cerramos formando espiras, los campos magnéticos de todas las espiras se suman en el interior de la bobina, produciendo un campo magnético mayor Campo magnético generado en una bobina

18 Este proceso es reversible, es decir, si en el interior de una bobina hacemos que varíe un campo magnético, conseguiremos que circule corriente por la bobina. El comportamiento de la bobina es como el de un imán eléctrico El campo magnético genera corriente alterna

19 Permeabilidad magnética de los diferentes materiales en relación a la de vacío. la densidad se refiere a la "cantidad de masa que existe en una determinada área específica". esto quiere decir que: nos referimos a cuanto de "algo" cabe en un determinado espacio (por definirlo de una forma muy simple). la intensidad de ampo magnético, hablando de densidades aumenta de forma directa con la densidad. esto quiere decir que a mayor densidad de flujo magnético, mayor intensidad de campo magnético.

20 En física se denomina permeabilidad magnética a la capacidad de una sustancia o medio para atraer y hacer pasar a través de ella campos magnéticos, la cual está dada por la relación entre la inducción magnética existente y la intensidad de campo magnético que aparece en el interior de dicho material.

21 Comparación simple de permeabilidades para: ferromagnetos (μf), paramagnetos (μp), diamagnetos (μd) y el vacío (μ0).

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23 MaterialPresentación Composición aproximada (%) Permeabilidad inicial (B=20, gauss) Permeabilidad máxima Densidad de saturación de flujo (B, gauss) FeNiCoMoOtros Acero laminado en fríoLámina HierroLámina Hierro purificadoLámina Hierro al 4% silicio - grano orientado Lámina Si 3 Si PermalloyLámina Permalloy 45Lámina HipernikLámina MonimaxLámina SinimaxLámina Permalloy 78Lámina Mn Permalloy 4-79Lámina Mn Mu metalLámina SupermalloyLámina PermendurLámina Permendur 2VLámina HipercoLámina Permalloy 2-81Polvo aislado Hierro CarbonylPolvo aislado Ferroxcube III Polvo sinterizado

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25 Los materiales ferromagnéticos atraen el campo magnético hacia su interior. Son los materiales que "se pegan a los imanes". Esa propiedad recibe el nombre de ferromagnetismo. Ejemplos de ellos son el hierro y el níquel. Los materiales paramagnéticos son la mayoría de los que encontramos en la naturaleza. No presentan ferromagnetismo, y su reacción frente a los campos magnéticos es muy poco apreciable.

26 Los materiales diamagnéticos repelen el campo magnético, haciendo que éste pase por el exterior del material. En general, esta acción diamagnética es muy débil, y no es comparable al efecto que produce el campo magnético sobre los materiales ferromagnéticos. Un ejemplo de material diamagnético es el cobre. Otro efecto de los campos magnéticos sobre los materiales es el antiferromagnetismo, que resulta en una polarización nula del material, pero produce una ordenación interna de éste.

27 La magnitud así definida, el grado de magnetización de un material en respuesta a un campo magnético, se denomina permeabilidad absoluta y se suele representar por el símbolo μ: µ=/ donde β es la inducción magnética (también llamada densidad de flujo magnético) en el material, y H es intensidad de campo magnético.

28 En la figura se muestra un tramo de alambre de longitud que lleva una corriente y que está colocado en un campo magnético. Para simplificar se ha orientado el vector densidad de corriente de tal manera que sea perpendicular a. La corriente en un conductor rectilíneo es transportada por electrones libres, siendo el número de estos electrones por unidad de volumen del alambre.

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30 Bobina cilíndrica de hilo conductor arrollado de manera que la corriente eléctrica produzca un intenso campo magnético. Un solenoide es definido como una bobina de forma cilíndrica que cuenta con un hilo de material conductor enrollada sobre si a fin de que, con el paso de la corriente eléctrica, se genere un intenso campo eléctrico. Cuando este campo magnético aparece comienza a operar como un imán..

31 La función principal de un solenoide es activar una válvula que lleva su mismo nombre, la válvula solenoide. Esta válvula opera de acuerdo a los pulsos eléctricos de su apertura y de su cierre. Por lo general, este tipo de dispositivo se puede programar según ciertos horarios y dentro de sus usos más comunes se encuentran los sistemas de regulación hidráulica y neumática

32 FUERZA Y MOMENTO DE TORSION EN UN CAMPO MAGNETICO Momento de torsión es el trabajo que hace que un dispositivo gire cierto ángulo en su propio eje oponiendo este una resistencia al cambio de posición. Si colocamos una espira rectangular por la que hacemos pasar una corriente eléctrica dentro de un campo magnético B producida por 2 imanes. Veamos que el momento de torsión es máximo cuando el ángulo es de 0, es decir cuando el plano de la espira es paralelo al flujo magnético y la bobina gira alrededor de su eje; de esta forma el ángulo se incrementa reduciendo así el efecto rotacional de las fuerzas magnéticas f, hasta llegar a cero.

33 T=BIA cos a Si la espira se reemplaza por un embobinado muy compacto, con N espiras, la ecuación de momento de torsión es: T=NBIA cos a

34 T=momento de torsión N=número de vueltas del devanado B=inducción magnética I=corriente que pasa por el alambre A=área que abarca la espira a=ángulo de inclinación de la espira respecto a las líneas

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36 Un motor eléctrico es un aparato que usa campos eléctricos producidos por un embobinado para que, junto con sus respectivos imanes, producir un movimiento rotacional continuo. Es decir convierte la energía eléctrica en energía mecánica.

37 LA CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES DEPENDE DE CÓMO ESTÁN CONECTADAS LAS BOBINAS Y LA ARMADURA.

38 Faraday concluyo que un campo magnético estacionario no produce corriente, un campo magnético en movimiento si era capaz de producirla.

39 Faraday demostró que si el flujo magnético cambia de manera brusca, la intensidad de la corriente inducida aumenta. Para cuantificar lo anterior, Faraday propuso una expresión que es conocida como LEY DE INDUCCIÓN o LEY DE FARADAY la cual sostiene que la Fem inducida es proporcional a la rapidez de cambio del flujo magnético que atraviesa un circuito.

40 Si tenemos una bobina de N espiras, la ley de Faraday resulta: En el SI, la Fem inducida se mide en volts, por tanto: 1V = 1Wb/s

41 La ley de Lenz para el campo electromagnético relaciona cambios producidos en el campo eléctrico en un conductor con la variación de flujo magnético en dicho conductor, y afirma que las tensiones o voltajes inducidos sobre un conductor y los campos eléctricos asociados son de un sentido tal que se oponen a la variación del flujo magnético que las induce. ( esto se basa en el principio de conservación de la energía).

42 La polaridad de una tensión inducida es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo campo magnético se opone siempre a las variaciones del campo existente producido por la corriente original.

43 El flujo de un campo magnético uniforme a través de un circuito plano viene dado por:

44 La ley de Ampere explica, que la circulación de la intensidad del campo magnético en un contorno cerrado es igual a la corriente que lo recorre en ese contorno.

45 El campo magnético es un campo angular con forma circular, cuyas líneas encierran la corriente. La dirección del campo en un punto es tangencial al círculo que encierra la corriente. El campo magnético disminuye inversamente con la distancia al conductor.

46 Una corriente eléctrica produce un campo magnético, siguiendo la Ley de Ampere.


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