Trabajo de electromagnetismo

Ingeniería Mecánica
Luis Guillermo Mendoza Polo
Materia: Electromagnetismo
Profesor: José Alberto Solís Salazar
Temas:
Campo Magnético
Magnetismo Artificial
Fuerza Electromotriz Inducida

CAMPO MAGNÉTICO
Un campo magnético es una descripción matemática de la influencia magnética de las
corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo magnético en cualquier
punto está especificado por dos valores, la dirección y la magnitud; de tal forma que es un
campo vectorial. Específicamente, el campo magnético es un vector axial, como lo son los
momentos mecánicos y los campos rotacionales. El campo magnético es más
comúnmente definido en términos de la fuerza de Lorentz ejercida en cargas eléctricas.
Campo magnético puede referirse a dos separadas pero muy relacionados símbolos B y
H.
Los campos magnéticos son producidos por cualquier carga eléctrica en movimiento y el
momento magnético intrínseco de las partículas elementales asociadas con una
propiedad cuántica fundamental, su espin. En la relatividad especial, campos eléctricos y
magnéticos son dos aspectos interrelacionados de un objeto, llamado el tensor
electromagnético. Las fuerzas magnéticas dan información sobre la carga que lleva un
material a través del efecto Hall. La interacción de los campos magnéticos en dispositivos
eléctricos tales como transformadores es estudiada en la disciplina de circuitos
magnéticos.
Los campos magnéticos son producidos por corrientes eléctricas, las cuales pueden ser
corrientes macroscópicas en cables, o corrientes microscópicas asociadas con los
electrones en órbitas atómicas. El campo magnético B se define en función de la fuerza
ejercida sobre las cargas móviles en la ley de la fuerza de Lorentz. La interacción del
campo magnético con las cargas, nos conduce a numerosas aplicaciones prácticas. Las
fuentes de campos magnéticos son esencialmente de naturaleza dipolar, teniendo un polo
norte y un polo sur magnéticos. La unidad SI para el campo magnético es el Tesla, que se
puede ver desde la parte magnética de la ley de fuerza de Lorentz, Fmagnética = qvB,
que está compuesta de (Newton x segundo)/(Culombio x metro). El Gauss (1 Tesla =
10.000 Gauss) es una unidad de campo magnético mas pequeña.

MAGNETISMO ARTIFICIAL
El término magnetismo tiene su origen en el nombre que en Grecia clásica recibía una
región del Asia Menor, entonces denominada Magnesia; en ella abundaba una piedra
negra o piedra imán capaz de atraer objetos de hierro y de comunicarles por contacto un
poder similar.
A pesar de que ya en el siglo VI a. de C. se conocía un cierto número de fenómenos
magnéticos, el magnetismo como disciplina no comienza a desarrollarse hasta más de
veinte siglos después, cuando la experimentación se convierte en una herramienta
esencial para el desarrollo del conocimiento científico. Gilbert (1544-1603), Ampére(1775-
1836), Oersted (1777-1851), Faraday (1791-1867) y Maxwell (1831-1879), investigaron
sobre las características de los fenómenos magnéticos, aportando una descripción en
forma de leyes, cada vez más completa. Los fenómenos magnéticos habían permanecido
durante mucho tiempo en la historia de la ciencia como independientes de los eléctricos.
Pero el avance de la electricidad por un lado y del magnetismo por otro, preparó la
síntesis de ambas partes de la física en una sola, el electromagnetismo, que reúne las
relaciones mutuas existentes entre los campos magnéticos y las corrientes eléctricas.
James Clark Maxwell fue el científico que cerró ese sistema de relaciones al elaborar su
teoría electromagnética, una de las más bellas construcciones conceptuales de la física
clásica.
Los imanes artificiales son los que se obtienen por imantación de ciertas sustancias
metálicas. Es decir, un imán artificial es un cuerpo metálico al que se ha comunicado la
propiedad del magnetismo, mediante frotamiento con un imán natural, o bien por la acción
de corrientes eléctricas aplicadas en forma conveniente (electro-imanación). Los imanes
que utilizamos habitualmente son imanes artificiales. Los imanes artificiales más comunes
son de hierro dulce o de acero. El hierro dulce es hierro prácticamente puro y el acero es
una aleación de hierro y carbono en la que éste se encuentra en un porcentaje muy
pequeño.
Un electroimán es una bobina (en el caso mínimo, una espira) por la cual circula corriente
eléctrica, la cual lleva por tanto asociado un campo magnético. Para que un imán pierda
sus propiedades hay que calentarlo hasta que llegue a la llamada "temperatura de Curie"
que es diferente para cada imán dependiendo de su composición. Por ejemplo para un
imán cerámico es de 450 ºC, para uno de cobalto 800ºC, etc. También se produce la
desimanación por contacto, cada vez que pegamos algo a un imán perdemos parte de
sus propiedades. Los golpes fuertes pueden descolocar las partículas haciendo que el
imán pierda su “fuerza”.
Los imanes temporales pierden sus propiedades magnéticas cuando deja de actuar
sobre ellos la causa que produce la imantación. Los imanes construidos con hierro dulce
son de este tipo. Estos imanes se utilizan para fabricar electroimanes para timbres
eléctricos, telégrafos, teléfonos etc.

Los imanes permanentes mantienen sus propiedades aunque deje de actuar la causa
que produce la imantación. Los imanes construidos con acero son de este tipo. Estos
imanes se utilizan en la construcción de diversos aparatos eléctricos, como dinamos,
amperímetros, voltímetros, motores, etc.
FUERZA ELECTROMOTRIZ
Esta ley es aplicable a cualquier circuito a través del cual se produce una variación de
flujo por un medio cualquiera, aunque no haya movimiento de ninguna parte del circuito
Fuerza electromotriz inducida en un cuadro de rotación:
El fundamento de la forma actual de un generador de corriente alterna o alternador
Un cuadro rectangular de N espiras y superficie A = n x m, gira alrededor de un eje OO
que es perpendicular a un campo magnético uniforme cuya densidad de flujo es B. Los
terminales del cuadro están conectados a anillos rozantes S-S, concéntricos con el eje del
cuadro y que pueden girar con él, pero aislados entre sí. Escobillas apoyadas contra estos
anillos conectan el cuadro al circuito exterior. El cuadro está devanado sobre un rotor
cilíndrico de hierro silicio laminado, llamándose inducido al conjunto cuadro-cilindro.
El instante en que el plano de la bobina forma un ángulo α con la normal al campo el
flujo que atraviesa el cuadro
Generador de corriente continua:
Puede obtenerse f.e.m. de un solo sentido conectando cada terminal del
cuadro a la mitad de un anillo partido llamado colector o conmutador, tal
como se representa en la figura 5.
ANILLO COLECTOR PARTIDO PARA
OBTENER FEM DE UN SOLO SENTIDO
C
B
O
A
N
I
L
L
O
C
O
L
O

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