__________________ ___________________________ ________________ _______________ _______________ _______________ ________ Circuitos en serie, paralelo y mixto 3. RESUMEN El electromagnetismo es la rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Cler Ma!"ell# $a formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales que son conocidas como ecuaciones de Ma!"ell# $os conceptos relacionados a la teoría incluyen la corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética# El electromagnetismo es una teoría de campos# $as e!plicaciones y predicciones que provee se %asan en magnitudes físicas vectoriales dependientes de la posición en el espacio y del del tiempo# tiempo# El electromag electromagnetism netismo o descri%e descri%e los fenóm fenómenos enos físicos macroscópico macroscópicoss en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento# &e utiliza los campos eléctricos y magnéticos magnéticos y sus efectos so%re las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas# 'or ser una teoría macroscópica, es decir, aplica%le sólo a un n(mero muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el Electromagnetismo no descri%e los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la Mec)nica Cu)ntica o física moderna#
4. INTROUCCION
E!iste E!iste en la naturalez naturalezaa un mineral mineral llamado llamado magneti magnetita ta o piedra piedra im)n im)n que tiene tiene la propiedad propiedad de atraer el hierro, el co%alto, el níquel níquel y ciertas aleaciones de estos metales# Esta propiedad reci%e el nom%re de magnetismo. *n im)n es un material capaz de producir un campo magnético e!terior y atraer el hierro +tam%ién puede atraer al co%alto y al níquel# níquel# $os imanes imanes que manifiest manifiestan an sus propiedades de forma permanente permanente pueden ser naturales, como la magnetita magnetita +Fe-./ o artifici artificiale ales, s, o%tenidos o%tenidos a partir de aleaciones de diferentes metales# 'odemos decir que un im)n permanente es aquel que conserva el magnetismo después de ha%er sido imantado# *n im)n temporal no conserva su magnetismo tras ha%er sido imantado# En un im)n im)n la capacid capacidad ad de atracci atracción ón es may mayor en sus e!trem e!tremos os o polos polos## Estos Estos polos polos se denominan norte y sur, de%ido a que tienden a orientarse seg(n los polos geogr)ficos de la 0ierra, que es un gigantesco im)n natural# $a región del espacio donde se pone de manifiesto la acción de un im)n se llama campo magnético# Este campo se representa mediante líneas de fuerza, que son unas líneas imaginarias, cerradas, que van del polo norte al polo sur, por fuera del im)n y en sentido contrario en el interior de éste1 se representa con la letra 2#
El fenó fenómen meno o del del magn magneti etism smo o es ejer ejerci cido do por por un campo magnético magnético,, una corriente corriente eléctrica o un dipolo magnético crea un campo magnético, magnético, éste al girar girar impar imparte te una una fuerz fuerza a magnét magnétic ica a a otras otras partí partícu cula las s que que está están n en el campo. !. O"#ETI$OS !.% &ENER'( 3ar a conocer las propiedades del magnetismo, así como la forma en que se generan los campos magnéticos y su relación con los polos a través de la implementación del método científico para identificar su importancia en el desarrollo y %ienestar de la humanidad# !.) ES*ECI+ICO Comprender los efectos del campo magnético so%re partículas cargadas y so%re corrientes, entendiendo algunas de las aplicaciones pr)cticas de estas fuerzas# Comprender el magnetismo natural# •
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Comprender el fenómeno de la inducción magnética y su aplicación a la producción de corriente alterna y continua . +UN'MENTO TEORICO •
1. CAMPO AMPO MAGN MAGNET ETIC ICO: O: $os campos magnéticos magnéticos son producidos por corrientes eléctricas, las cuales pueden ser corrientes macroscó macroscópica picass en ca%les, ca%les, o corriente corrientess microsc microscópic ópicas as asociadas asociadas con los electro electrones nes en ór%itas ór%itas atómicas# El campo magnético 2 se define en función de la fuerza e4ercida so%re las cargas móviles en la ley de la fuerza de $orentz# $a interacción del campo magnético con las cargas, nos conduce a numeros numerosas as aplicacio aplicaciones nes pr)cticas# pr)cticas# $as fuentes fuentes de campos campos magnét magnético icoss son esencial esencialme mente nte de naturaleza dipolar, teniendo un polo norte y un polo sur magnéticos# $a unidad &5 para el campo magnético es el 0esla, que se puede ver desde la parte magnética de la ley de fuerza de $orentz, Fmagnética 6 qv2, que est) compuesta de +7e"ton ! segundo8+Culom%io ! metro# El 9auss +: 0esla 6 :;#;;; 9auss es una unidad de campo magnético m)s peque
2. FUER FUERZA ZA MAGN MAGNET ETIC ICA: A: Es conocido que un conductor por el que circula una corriente sufre una fuerza en presencia de un campo magnético# 'uesto que la corriente est) constituida por cargas eléctricas en movimiento, empezaremos por estudiar la fuerza so%re una (nica carga#
2.1. FUERZA DE LORENTZ= >l o%servar e!perimentalmente cómo es la fuerza que un campo 2 e4erce so%re una carga eléctrica q se cumple que= &i la carga est) en reposo, el campo 2 no e4erce ninguna fuerza so%re ella# $a fuerza es m)!ima cuando la velocidad de la carga v y el campo 2 son perpendiculares y es nula cuando son paralelos# $a fuerza es perpendicular al plano formado por v y 2# $a fuerza es proporcional al valor de la carga q y a la velocidad v# &i la carga cam%ia de signo, la fuerza cam%ia de sentido ?esumiendo todos estos hechos, se concluye que la fuerza que un campo 2 e4erce so%re una carga eléctrica @qA que se mueve con una velocidad @vA viene dada por la e!presión=
$a fuerza electrost)tica electrost)tica es tangente en en cada punto a las líneas de campo eléctrico, eléctrico, sin em%argo, para el campo magnético se cumple que=
“LA FUERZA MAGNTICA E! PERPENDICULAR A LA! L"NEA! DE CAMPO #$% -. *'RTE *'RTE E*ERIMENT'( -.% M'TERI'(ES M'TERI'(ES
2r(4ula 5manes de %arra $imaduras de hierro Bo4a %ond >/
-.3 *ROCEIMIENTO 1. &e identifico el campo repulsivo 2. &e identifico el campo magnético de atracción 3. &e espolvoreo limadura de hierro so%re el im)n para identificar las líneas de fuerza# 5nicialmente se colocaron dos imanes pegados
4.
En el siguiente caso se colocaron los imanes separados con los polos diferentes separados, en este caso la limadura de hierro forma una línea +poco visi%le que conecta los dos imanes# 5. En el (ltimo caso se colocaron los imanes separados con los polos iguales enfrentados, demostrando que en la espacio entre los dos imanes no se conectan la limadura#
/. RESU(T'OS O"TENIOS
PRIMERA O#!ER& O#!ER&ACION ACION !UR'NORTE
1.
NOTA: En este g(a)i*o +o,emos o-se(a( /0e as neas ,e *am+o se at(aen ,e-i,o a /0e +oos o+0estos se at(aen. 2. !EGU !EGUND NDA A O#!ER O#!ER& &ACION CION NORTE' NORTE
3. TERC TERCER ERA A O#!E O#!ER R&ACION CION !UR'!UR
0. CONC(USIONES
$as líneas de campo producidos por un im)n salen del polo norte al polo sur# $as líneas de campo se e!tienden en el espacio# $as líneas de campo con polos diferentes ese dirigen del polo norte al polo sur# $as líneas de campo de polos iguales sus son asintóticas en el espacio +nunca se cortan#
%1. "I"(IO&R'+I' F#D# &ears, M#D# emansy, B#3# oung y ?#># Freedman= @Física *niversitariaA, :GH Edición# Iol# : y G# >ddisonDesley$ongman8'earson Education# &er"ay, ?aymond1 Fisica, conceptos y aplicaciones, a edición, Mc 9ra"Bill, Mé!ico= G;;K# 0ippens, 'aul1 Fisica1 La edición, Mc 9ra"Bill, Mé!ico=G;;#