Magnetismo

Física. Imanes. Imantación. Electromagnetismo. Campo magnético. Corrientes inducidas. Transformador. Motor eléctrico

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MAGNETISMO

'Magnetismo'

MAGNETISMO

Existe, en la naturaleza un mineral llamado magnetita que tiene la propiedad de atraer el hierro, cobalto, níquel y ciertas aleaciones de estos metales. Esta propiedad recibe el nombre de magnetismo.

'Magnetismo'

LOS IMANES

Por imantación, el acero se convierte en un imán permanente, mientras que el hierro dulce solo se transforma en un imán temporal. El hierro o el acero imantados son imanes artificiales.

Imantar un material es ordenar sus imanes atómicos. En un imán, el magnetismo parece acentuarse en los puntos próximos a sus extremos, que reciben el nombre de polos del imán o polos magnéticos y se representan siempre en pareja.

En condiciones adecuadas, los polos de un imán se orientan de igual forma que los de una brújula, por lo que también se denominan polo norte y polo sur.

Si rompemos un imán, observaremos un hecho curioso: cada fragmento resultante tiene su polo norte y polo sur, por lo que podemos afirmar que:

Los polos del mismo nombre se repelen.

Los polos de distinto nombre se atraen.

Se denomina campo magnético a la región del espacio en la que se manifiesta la acción de un imán.

Un campo magnético se representa mediante las líneas de campo.

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Las líneas de campo son curvas imaginarias cerradas que se extienden del polo norte al polo sur cuando van por fuera del imán y del polo sur al polo norte cuando van por dentro.

ELECTROMAGNETISMO

Uno de los efectos de la corriente eléctrica es el efecto magnético, descubierto por el científico danés Hans Christian Oersted, a comienzos del s.19. Este hallazgo dio lugar al nacimiento de una nueva rama de la física: El electromagnetismo

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Hans Christian Oersted

CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR UN SOLENOIDE

Un solenoide es una bobina de hilo conductor arrollado en un soporte aislante y formado por un número determinado de espiras. Si el solenoide lleva en su interior un núcleo de hierro, recibe el nombre de electroimán.

El campo magnético creado por un solenoide se incrementa al elevar la intensidad de la corriente, al aumentar el número de espiras y al introducirán trozo de hierro en el interior de la bobina (electroimán).

El sentido de las líneas de campo se determina a partir de cualquiera de sus espiras.

CORRIENTES INDUCIDAS

Tras la demostración de Oersted, varios científicos se esforzaron en comprobar si era posible crear corriente eléctrica a partir de un campo magnético. Las observaciones iniciales fueron negativas, ya que no pudo detectarse corriente eléctrica en torno a imanes en reposo.

En 1831, Michael Faraday observó que un imán generaba una corriente electrica en las proximidades de una bobina, siempre que el imán o la bobina, estuvieran en movimiento.

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Michael Faraday

CONDICIÓN PARA INDUCIR UNA CORRIENTE MAGNÉTICA

En general, para inducir una corriente eléctrica en una espira, una bobina o un hilo conductor, es suficiente con hacer que varíe con el tiempo el número de líneas de campo que atraviesa la superficie limitada por la espira o por el solenoide o el número de líneas de campo que corta el hilo conductor.

La corriente eléctrica inducida existe mientras dure esta variación, y su intensidad es tanto mayor cuanto mas rápida es dicha variación.

El circuito que crea el campo magnético que induce la corriente eléctrica se denomina inductor, y el circuito en el que se induce la corriente eléctrica se llama circuito inducido.

EL SENTIDO DE LA CORRIENTE INDUCIDA

La corriente inducida tiende a oponerse a la causa que la produce (ley de Lenz)

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Lenz

Al acercar el polo norte del imán hacia la bobina, que actúa también como un imán, se crea una corriente inducida de un sentido tal, que la cara de la bobina que mira al imán, actúa igualmente, como polo norte. De esta manera, dado que los dos polos norte se repelen, la corriente inducida ofrece resistencia al acercamiento del imán, que es la causa que la produce.

APLICACIONES DE LAS CORRIENTES INDUCIDAS

La inducción electromagnética es el fundamento del alternador y del dinamo, dispositivos que generan corriente.

Un alternador, esta formado básicamente por un imán fijo y una bobina capaz de girar entre los polos del mismo. La corriente eléctrica producida en el alternador cambia de forma alterna al variar su sentido, cada medio giro de la bobina.

Funcionamiento de una dinamo:

El imán gira en el interior del núcleo de hierro dulce. Cuando el imán está alineado con el núcleo, se produce un fuerte campo magnético en la bobina. Al girar esta, el campo se debilita y vuelve a hacerse mas intenso cuando se alinea de nuevo. Estos cambios son los que proporcionan una DDP que será mas mayor cuanto mas rápido gire el imán

EL TRANSFORMADOR

Un transformador, consta de dos arrollamientos de cable sobre un núcleo de hierro dulce, llamados primario y secundario. Si pasamos una corriente alterna por el primario y puesto que este varía continuamente de intensidad, en el secundario se obtiene una corriente alterna inducida.

Si el número de espiras del arrollamiento secundario es diez veces menor que en el primario, tendremos un transformador de baja o reductor, y si es diez veces mayor, tendremos un transformador de alta o elevador.

EL MOTOR ELÉCTRICO

En un motor eléctrico, la corriente pasa a través de una bobina capaz de girar entre los polos de un imán permanente. La corriente hace que la bobina se convierta en un electroimán y sus polos sean atraídos por los opuestos del imán permanente, de modo que la bobina gire.

Una corriente eléctrica que circula por una espira o bobina actúa como si fuera un imán.