2 MAGNETISMO Y FUERZA MAGNÉTICA ENERGíA ELÉCTRICA

MAGNETISMO Y FUERZA MAGNÉTICA Interacción entre imanes Propiedades de los imanes Imanes Modelo magnético de la materia Líneas de campo Efectos magnéticos de la corriente eléctrica Fuerza magnética sobre cargas eléctricas en movimiento El galvanómetro La fuerza de Lorentz ENERGÍA ELÉCTRICA

El fenómeno magnético, al igual que el eléctrico, está estrechamente ligado a los átomos y es también una propiedad general de la materia. Unir polos y círculos con flechas. Explicar que (según las ecuaciones de Maxwell) no existen monopolos magnéticos, siempre encontraremos un imán con ambos polos.

Señalar en imán sobre la tierra la orientación (N-S) que va a adoptar debido al campo magnético terrestre.

No podemos encontrar monopolos magnéticos.

Hay básicamente dos maneras de lograr esto: una es golpeándolo con un martillo y otra calentándolo.

Este modelo consiste en suponer que la materia está conformada por minúsculos imanes. Los átomos deben ser imanes. Si consideramos que átomos y moléculas se encuentran permanentemente en movimiento como consecuencia de la agitación térmica y que ellos en sí son pequeños imanes, entonces la presencia de un imán dificultará este movimiento, lo que debiera traducirse en una reducción de la temperatura.

Dibujar sentido de campo magnético y relacionarlo con la dirección de brújulas en presencia de un campo. Dibujar líneas del campo terrestre.

Para inspeccionar la forma que tiene el campo magnético en diversos imanes pueden colocarse debajo de una hoja de papel y espolvorear sobre él limaduras de hierro, que hacen las veces de pequeños imanes de prueba.

Comentar que la unificación electromagnética llegó finalmente con las ecuaciones de Maxwell, 4 ecuaciones que resumen todas las interacciones electromagnéticas observadas a escalas cotidianas. Motivar para que investiguen sobre esto.

Dar ejemplo en clases.

La manera de obtener con facilidad el sentido del campo magnético es la regla de la mano derecha: Si con la mano derecha envolvemos el conductor, como si nos fuésemos a afirmar de él, de modo que el pulgar apunte en el sentido de la corriente (de + a –), las puntas de los restantes dedos señalarán el sentido del campo magnético B.

Dibujar sentido de la corriente y campo magnético, según regla de la mano derecha.

El último dibujo es lo que se conoce con el nombre de electroimán y posee numerosas aplicaciones prácticas. En base a ellos funcionan, desde un simple timbre de chicharra, hasta grandes grúas que levantan pesados bloques de hierro.

Recordar regla de la mano derecha.

Explicar el esquema y dejar claro que la espira acelera debido a la fuerza que se ejerce sobre ella.

La bobina, enrollada sobre un núcleo fijo al eje, rota por la misma razón explicada en la diapositiva anterior, hasta situarse verticalmente, pero, por inercia, sobrepasa un poco esta posición. Pero al ocurrir esto el rotor cambia el sentido en que circula la corriente por la bobina, permitiendo que la fuerza magnética continúe haciendo rotar el sistema. Si se dispone de un imán, alambre con aislamiento, un clavo que sirva de eje y un corcho que sirva de núcleo; se puede construir un motor de este tipo.

Instrumentos analógicos como el voltímetro y el amperímetro funcionan en base a un galvanómetro. Éste es el dispositivo que hace mover su aguja sobre el panel. Es muy similar al motor eléctrico. Se diferencia básicamente en que su eje solo pede girar unos 90° a partir de la posición en que se muestra en la figura.

Explicar que al entrar el imán se induce un campo magnético contrario, dentro de la bobina, de manera que afecta las cargas libres en los cables, produciendo una corriente que se registra en el amperímetro. Motivar para que investiguen sobre el dínamo.

Si ahora se reemplaza el imán por una bobina, al variar la corriente en ella; por ejemplo al crecer desde cero hasta cierto valor al conectarla a una batería; la bobina conectada al amperímetro, “sentirá” un campo magnético creciente y “creerá” que se le está aproximando un imán y, por lo tanto en ella se producirá una corriente en un sentido. Al desconectar la batería se producirá el efecto contrario y circulará una corriente en sentido opuesto. Se cumple que: #vueltas(primario)*voltage(secundario)=#vueltas(segundario)*voltaje(primario) Es importante tener presente que en estas transformaciones prácticamente no hay pérdidas de energía, salvo las que se producen por el leve calentamiento de los transformadores, por eso se ocupan núcleos laminados.

El cono posee una bobina rodeando un imán fijo al soporte del parlante. El dispositivo electrónico, por ejemplo la radio, hace circular por dicha bobina una corriente cuya intensidad varía al mismo ritmo de la música o la voz y hace así vibrar el cono.

Unir términos de la fórmula con flechas. Motivar para que los alumnos investiguen los fenómenos: El cinturón de Van Allen y las auroras.

Unir circuitos y respectivas transformaciones de energía.

Interpretar las unidades físicamente a través de ejemplos.

Motivar para que los alumnos revisen las cuentas de sus casas y magnifiquen la cantidad de energía que se gasta.