Electromagnetismo

En esta presentación: Explorarás electromagnetismo. Identificarás motores eléctricos simples,

generadores y transformadores.

Electromagnetismo

En esta presentación aprenderás sobre el electromagnetismo y sobre algunos dispositivos que hacen uso de éste.

Las máquinas modernas dependen grandemente de los sistemas eléctricos.

Estos sistemas usan frecuentemente los principios del electromagnetismo para su funcionamiento.

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Efecto magnético de una corriente eléctrica

Cuando una corriente pasa a través de un cable (conductor), se forma un campo magnético alrededor del cable.

Se asume que el flujo tiene una dirección, la cual es dependiente de la dirección de la corriente.

Conductor

La corriente se aleja de ti

Campo magnético

Dirección del flujo

La corriente fluye hacia ti

Una ‘X’ representa que la corriente fluye alejándose de ti.

Un ‘punto’ representa a la corriente fluyendo hacia ti.

La fuerza del campo magnético es proporcional al tamaño de la corriente.

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Electroimanes

Cuando a un cable se le dan varias vueltas, este formará una bobina. Esto hace más fuerte al campo magnético.

Imagina que al cable sólo se le ha dado una vuelta.

Esto es como poner otro imán junto al primero.

Después se le añade otra vuelta.

Cuantas más vueltas, más fuerte será el imán.

La fuerza del campo magnético es directamente proporcional al número de vueltas del cable.

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Electroimanes

En una bobina, líneas individuales circulares de fuerza se unen cubriendo la longitud entera de la bobina.

El patrón del campo magnético es similar al de un imán permanente.

El campo magnético es más fuerte cuando se usa un núcleo de hierro blando.

Juntos, la bobina y el núcleo forman un electroimán.

Las líneas del campo dentro de la bobina son paralelas y muestran que la fuerza del campo es constante dentro de la bobina.

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1

¿Qué se genera al haber un flujo de corriente a través de un cable?

Pregunta

A) limaduras de hierro.

B) un vacío.

C) un campo magnético.

D) un movimiento giratorio en el cable.

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Dirección del campo magnético

La dirección del campo magnético alrededor de un cable con corriente puede obtenerse usando la regla de la mano derecha para la dirección del campo magnético.

Imagina que tu dedo pulgar está extendido en dirección a la corriente convencional.

Al cerrar tu mano, los dedos apuntarán en la dirección del campo magnético.

Corriente

Campo magnético

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Efecto magnético de una corriente eléctrica

El campo magnético de un imán fluye del polo norte al polo sur.

Si se coloca un conductor entre los polos, los campos magnéticos harán que el conductor se mueva.

Si el conductor es libre de moverse, este será forzado a salir del campo magnético.

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Fuerza magnética en una corriente

La dirección de la fuerza de una corriente en un campo magnético está dada por una segunda regla con la mano derecha, la regla de la mano derecha para la fuerza magnética.

Coloca el dedo pulgar, índice y medio en ángulos rectos.

Así, el dedo pulgar apuntará en la dirección de la fuerza magnética.

El dedo índice deberá apuntar en la dirección de la corriente convencional.

El dedo medio deberá apuntar en la dirección del campo magnético.

Fuerza magnética

Campo magnético

Corriente convencional

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2

Al usar la regla de la mano derecha para la fuerza magnética, la dirección del campo magnético está representada por el dedo:

Pregunta

A) índice.

B) medio.

C) anular.

D) pulgar.

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3

¿Cuál de las siguientes figuras muestra la dirección correcta en que la fuerza actúa en un conductor con corriente?

Pregunta

A)  

B)  

C)  

D)  

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Dirección del flujo de corriente

Campos magnéticos

Bobina

Fuerzas de bobinas

La corriente en los dos lados de una bobina plana tendrá direcciones opuestas en cada lado de la bobina.

La fuerza hará girar la bobina hasta que esté en ángulo recto al campo magnético.

Las fuerzas magnéticas en cada lado de la bobina actuarán en direcciones opuestas produciendo un efecto giratorio en la bobina.

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Conmutador

Se puede mantener girando a la bobina al cambiar la dirección de la corriente cada vez que la bobina esté en ángulo recto al campo magnético.

Esto se logra usando un conmutador.

Escobillas de carbón

Imanes fijos

Bobina

Aislante

El conmutador se asegura de que cuando la bobina no esté en ángulo recto con el campo magnético, la corriente fluya siempre en la misma dirección en la bobina (relativa al campo magnético fijo).

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Motor eléctrico simple

Este motor eléctrico tiene una bobina que puede girar en un campo magnético. Cuando la corriente pasa a través de la bobina, el lado izquierdo es empujado hacia arriba y el lado derecho hacia abajo, produciéndose así un efecto giratorio.

Un conmutador mantiene iguales las direcciones de los lados izquierdo y derecho, sin importar la posición de la bobina, por lo que el efecto giratorio es siempre el mismo, produciéndose así giros completos de esta.

pila

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Generadores

Los generadoras funcionan de manera contraria a los motores, estos convierten energía mecánica en energía eléctrica.

Si una bobina plana rota en sus ejes en un campo magnético, se generará un corriente en la bobina, ya que ambos lados de la bobina se mueven a través del campo en diferentes direcciones.

Al invertir la dirección de la fuerza en el conductor, se invertirá la polaridad de la corriente producida.

Esto forma la base para los alternadores de los vehículos.

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4

El movimiento giratorio continuo de una bobina se puede producir cuando:

Pregunta

A) la bobina tiene suficiente movimiento para transferirlo al siguiente giro.

B) se invierte la corriente.

C) se apaga y se enciende la corriente cada 3 segundos.

D) se aplica una fuerza manual para girar la bobina cada 10 revoluciones.

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5

¿Es la principal función de un motor eléctrico convertir energía eléctrica en energía mecánica?

Responde Sí o No.

Pregunta

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6

Con respecto a un generador, el técnico A dice que este convierte energía mecánica en energía eléctrica. El técnico B dice que su operación es la inversa a la de un motor eléctrico. ¿Quién está en lo correcto?

Pregunta

A) El técnico A.

B) El técnico B.

C) Ambos, el técnico A y el técnico B.

D) Ninguno de los dos.

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Transformadores

Un transformador convierte el voltaje de entrada en voltaje de salida.

El transformador tiene un solo núcleo con dos bobinas devanadas, conocidas como bobina primaria y bobina secundaria.

La bobina del transformador a la cual se aplica un voltaje de entrada (V1) es llamada bobina primaria (N1).

El voltaje de salida (V2) se toma de la bobina secundaria (N2).

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Transformadores

Se puede demostrar que el voltaje inducido es proporcional al número de vueltas de la bobina.

Como se aplica el mismo campo magnético a ambas bobinas del transformador, la proporción del voltaje inducido al número de vueltas será la misma para ambas bobinas.

Por lo tanto, el voltaje de salida se puede calcular usando:

1

212 N

NVV

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Ejemplo de transformadores

Un transformador tiene una bobina primaria con 100 vueltas y una bobina secundaria con 300 vueltas.

Si el voltaje de entrada es 25V, ¿cuál será el voltaje de salida?

V75100300

25NN

VV1

212

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¿Qué pasará al voltaje de salida si se duplica el número de vueltas de la bobina primaria?

Pregunta

A) Se duplicará.

B) Aumentará en 2V.

C) Permanecerá igual.

D) Disminuirá a la mitad.

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Finalizada esta presentación, deberás ser capaz de:

Resumen

Mostrar conocimiento y entendimiento sobre el efecto magnético en una corriente eléctrica.

Mostrar conocimiento y entendimiento sobre electroimanes.

Mostrar conocimiento y entendimiento sobre motores eléctricos simples, generadores y transformadores.

Fin >