ELECTROMAGNETISMO

MOTORES ELÉCTRICOS

Objetivos específicos:

• Conocer los conceptos básicos del electromagnetismo y su importancia.

Objetivo general:

• Demostrar la importancia del electromagnetismo en el funcionamiento de artefactos eléctricos.

• Comprender la relación entre la electricidad y el magnetismo.

• Conocer la razón por la que se forma un campo magnético alrededor de una corriente eléctrica.

Introducción Electromagnetismo es una rama de la física que estudia la relación entre la electricidad y el magnetismo.A través de esta investigación daremos a conocer una parte del electromagnetismo. El electromagnetismo se ha divido en dos ramas: eléctricas y magnéticas.El estudio del magnetismo se refiere a todo lo magnético que se encuentra sobre la faz de la tierra como son las piedras magnéticas, en ese fenómeno se puede diferenciar las cargas que actúan sobre un cuerpo cuando están en movimiento, y el movimiento que generan esas cargas eléctricas se las denomina fuerzas magnéticas.El electromagnetismo es una teoría de campos, es decir, se basan en magnitudes físicas vectoriales y tensoriales; eso depende del tiempo y del espacio en el que se encuentren.El electromagnetismo es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo actualmente conocido.

MARCO

TEÓRICO

¿Qué es el electromagnetismo?

El electromagnetismo es la parte de la electricidad que estudia la relación entre los fenómenos eléctricos y los fenómenos magnéticos. Los fenómenos eléctricos y magnéticos fueron considerados como independientes hasta 1820, cuando su relación fue descubierta por casualidad.

Así, hasta esa fecha el magnetismo y la electricidad habían sido tratados como fenómenos distintos y eran estudiados por ciencias diferentes. Sin embargo, esto cambió a partir del descubrimiento que realizó Hans Christian Oersted , observando que la aguja de una brújula variaba su orientación al pasar corriente a través de un conductor próximo a ella. Los estudios de Oersted sugerían que la electricidad y el magnetismo eran manifestaciones de un mismo fenómeno: las fuerzas magnéticas proceden de las fuerzas originadas entre cargas eléctricas en movimiento.

El electromagnetismo es la base de funcionamiento de todos los motores eléctricos y generadores eléctricos.

Orígenes del electromagnetismo: el experimento de Oersted

Esta relación entre la electricidad y el magnetismo fue descubierta por el físico danés Hans Christian Oersted. Éste observó que si colocaba un alfiler magnético que señalaba la dirección norte-sur paralela a un hilo conductor rectilíneo por el cual no circula corriente eléctrica, ésta no sufría ninguna alteración.Sin embargo en el momento en que empezaba a pasar corriente por el conductor, el alfiler magnético se desviaba y se orientaba hacia una dirección perpendicular al hilo conductor.En cambio, si dejaba de pasar corriente por el hilo conductor, la aguja volvía a su posición inicial.De este experimento se deduce que al pasar a una corriente eléctrica por un hilo conductor se crea un campo magnético.

Campo magnético creado por una corriente eléctrica

Una corriente que circula por un conductor genera un campo magnético alrededor del mismo.El valor del campo magnético creado en un punto dependerá de la intensidad del corriente eléctrico y de la distancia del punto respecto el hilo, así como de la forma que tenga el conductor por donde pasa la corriente eléctrica.El campo magnético creado por un elemento de corriente hace que alrededor de este elemento se creen líneas de fuerzas curvas y cerradas. Para determinar la dirección y sentido del campo magnético podemos usar la llamada regla de la mano derecha.

Regla de la mano derecha

La regla de la mano derecha nos dice que utilizando dicha mano, y apuntando con el dedo pulgar hacia el sentido de la corriente, la curvatura del resto de dedos nos indicará el sentido del campo magnéticoEn el caso de un hilo conductor rectilíneo se crea un campo magnético circular alrededor del hilo y perpendicular a él.Cuando tenemos un hilo conductor en forma de espira, el campo magnético será circular. La dirección y el sentido del campo magnético depende del sentido de la corriente eléctrica.Cuando tenemos un hilo conductor enrollado en forma de hélice tenemos una bobina o solenoide. El campo magnético en su interior se refuerza todavía más en existir más espiras: el campo magnético de cada espira se suma a la siguiente y se concentra en la región central.

Espiral por el que circula un corriente

Espira por la cual circula una corriente, esta corriente genera un campo magnético a su alrededorUna aplicación muy común de las bobinas es utilizarlas como electroimanes. Este tipo de electroimanes consiste en una bobina, por donde circula una corriente eléctrica, y un núcleo ferromagnético, colocado en el interior de la bobina. Cuando por la bobina circula una corriente eléctrica, el núcleo de hierro se convierte en un imán temporal. Cuantas más espiras tenga la bobina, mayor será su campo magnético.

Aplicaciones del

electromagnetism

o

Trenes de levitación magnética

Estos trenes no se mueven en contacto con los rieles, sino que van "flotando" a unos centímetros sobre ellos debido a una fuerza de repulsión electromagnética. Esta fuerza es producida por la corriente eléctrica que circula por unos electroimanes ubicados en la vía de un tren, y es capaz de soportar el peso del tren completo y elevarlo.

Timbres

Al pulsar el interruptor de un timbre, una corriente eléctrica circula por un electroimán creado por un campo magnético que atrae a un pequeño martillo golpea una campanilla interrumpiendo el circuito, lo que hace que el campo magnético desaparezca y la barra vuelva a su posición. Este proceso se repite rápidamente y se produce el sonido característico del timbre

Transformador

Es un dispositivo que permite aumentar o disminuir el voltaje de una corriente alterna. Esta formado por dos bobinas enrolladas en torno a un núcleo o marco de hierro. Por la bobina llamada primario circula la corriente cuyo voltaje se desea transformar, produciendo un campo magnético variable en el núcleo del hierro. Esto induce una corriente alterna en la otra bobina, llamada secundario, desde donde la corriente sale transformada. Si el numero de espiras del primario es menor que el del secundario, el voltaje de la corriente aumenta, mientras que, si es superior, el voltaje disminuye.

Motor eléctrico Un motor eléctrico sirve para transformar electricidad en movimiento. Consta de dos partes básicas: un rotor y un estator. El rotor es la parte móvil y esta formado por varias bobinas. El estator es un imán fijo entre cuyos polos se ubica la bobina. Su funcionamiento se basa en que al pasar la corriente por las bobinas, ubicadas entre los polos del imán, se produce un movimiento de giro que se mantiene constante, mediante un conmutador, generándose una corriente alterna.

Fundamento de un motor eléctrico

La simulación adjunta enseña el fundamento de un motor. Cuando circula corriente por la espira, sobre cada conductor se ejerce una fuerza magnética, que, siguiendo la ley de Lorentz, es perpendicular al plano que forman el campo magnético y el conductor. Sobre los dos conductores paralelos a las líneas del campo magnético, la fuerza es nula, y sobre los conductores perpendiculares a dichas líneas, las fuerzas componen un par que provoca el giro de la espira para llevarla a la posición vertical (donde el campo magnético que produce la espira se alinea con el campo magnético del imán).

Si se mantuviera la corriente, desde que la espira pasa por dicha posición, el par de fuerzas se opondría a la rotación. Por eso, la corriente se traslada del circuito exterior a la espira mediante un conmutador formado por dos chapas de metal con forma de media luna, denominadas delgas. Los extremos de la espira o escobillas hacen contacto primero con una delga y después con la otra, lo que provoca que, mientras la corriente por el circuito exterior tiene siempre el mismo sentido, la corriente en la espira invierta su sentido de circulación cada medio ciclo. Así, el par de fuerzas siempre impulsa la rotación.

Metodología

Esta investigación es de tipo bibliográfica, para nuestra investigación utilizamos métodos y técnicas que ayudaron para el desarrollo de nuestro trabajo aplicándolo correctamente el resultado será apropiado para que nos genere nuevos conocimientos.• MÉTODO CIENTÍFICO: Este presente método nos permitió

coleccionar seleccionar y obtener los fundamentos teóricos que se requiere, ayudando a conceptuar y estimar todo el proceso en orden lógico, del trabajo de investigación.

• MÉTODO DEDUCTIVO: Nos permitió argumentar y realizar la el análisis general para llegar a lo específico, en este caso se dedujo la información.

• MÉTODO HISTÓRICO – BIBLIOGRÁFICO: La elaboración del marco teórico pues mediante este se examinó y estudió el origen, antecedentes y evolución de las Cooperativas a través del tiempo, además nos sirvió de apoyó en la descripción de las fuentes de consulta bibliográfica relativas a cada una de las teorías explicadas

• MÉTODO INDUCTIVO: Fue de una manera concreta el cual nos guía en la construcción y desarrollo correcto del trabajo de investigación.

• MÈTODO SINTÉTICO – ANALÍTICO: Es el cual abarca la importancia y aporte del mismo, destacando las causas que motivaron la realización de proyecto investigativo.

CONCLUSIO

NES

• El electromagnetismo es una ciencia encargada del estudios del magnetismo en conjunto con la electricidad producen un campo magnético muy parecido a un imán.

• En nuestro trabajo “electromagnetismo” nos dimos cuenta que muchos aparatos eléctricos que incluso tenemos en la casa funcionan mediante este fenómeno.

• El fenómeno de electromagnetismo, sus usos, su historia han sido estudiados por años. Por ellos podemos observar como dos fenómenos que son la electricidad y el magnetismo se unen formando el centro de nuestra investigación, como un simple motor de nuestra casa puede contener la ciencia estudiada.

• Los motores se basan en un mismo principio , el cual estables que si un conductor por el que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo magnético, tiene a desplazarse por las líneas de la acción del campo magnético , la energía eléctrica y el electromagnetismo son independientes para poner crear el motor eléctrico creando la reacción que hace producir la energía mecánica.

Motor eléctrico simple Un conductor por el que circula una corriente eléctrica experimenta una fuerza en el interior de un campo magnético. Con el diseño adecuado la fuerza magnética hace girar el conductor.

En nuestro caso, con una pila, un trozo de cable de cobre y un imán circular completamos un circuito. Cuando el cable de cobre toca el imán cerramos el circuito eléctrico y la corriente comienza a circular por el cable. El imán proporciona el campo magnético y, con nuestro diseño, las fuerzas magnéticas que actúan sobre el cable de cobre producen un giro del conductor alrededor de la pila.

Es normal que el experimento no funcione al primer intento. Se requiere algo de práctica y paciencia para lograr que el cable de cobre gire alrededor de la pila.

Bibliografía • http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/

Fisica/Electromagnetismo/Electromagnetismo12.htm

• http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-basicos/iv.-electromagnetismo

• http://www.monografias.com/trabajos82/el-electromagnetismo/el-electromagnetismo2.shtml

• http://www.youtube.com/watch?v=2wJmXgBs_XM• Libro: Física Wilson–Buffa–Lou/sexta edición