1. El camp magntic: pols, lnies de fora, flux i inducci Unimantt la propietat datreure i subjectar el ferro i, a petita escala, el nquel, el cobalt i alguns aliatges. Cada molcula de material imantat s un petit iman amb els seus pols corresponents. Imants naturals i artificials (corrent elctrica) Lestudi dels efectes magntics produts pel corrent elctric sanomena electromagnetisme. www.xtec.es/cgi/digital?F=F&REGISTRE=5846 Un dels errors freqents s la creena que un imant atrau els metalls. Coure, acer, alumini, etc

2. Camp magntic dun imant Cientfi cament, rep el nom decampla regi de lespai on es posa de manifest laccide forces magntiques. Un camp magntic noms exerceix forces sobre els materials que es poden magnetitzar. Imants i crregues elctriques en moviment Lnies de fora 3. Inducci i flux magntics La fora datracci i repulsi dels imants creix en acostar-se als pols i disminueix en allunyar-sen. Podem visualitzar el camp amb una cartolina un imant i llimadures de ferro. Es veu que la intensitat essuperior als pols Lainducci magnticaB s una magnitud vectorial que equival a la fora puntual que el camp exerceix sobre la unitat de massa magntica enaquell punt, is proporcional al nombre de lnies de fora per unitat desuperfcie.Es mesura en Tesla (T) 4. Elflux del camp magntic s el producte de la superfcieSperpendicular a les lnies de fora i elde la inducciB . La unitat en el SI s el weber (Wb). =B S=1 T 1 m 2 =1 Wb =B Scos Si la superfcie forma un angle amb la normal a les lnies de fora 5. Camp magntic creat per un corrent elctric Oersted (fsic dans) va observar que una agulla magntica podia ser desviada perl'efecte d'un corrent elctric. Aquest descobriment va posar de manifest l'existnciad'una connexi entre l'electricitat i el magnetisme. http://museovirtual.csic.es/sala1.htm Camp magntic creat en un conductor rectilini Tal com va observar Oersted, quan per un conductor rectilini hicircula un corrent elctric, crea un camp magntic que desvia la brixola, i la colloca perpendicular al conductor. El camp magntic creat s format per lnies de foracirculars situades en un pla perpendicular al conductor.El seu sentit, segons la regla de Maxwell, s el duntirabuix que avanci en el mateix sentit que el del corrent. 6. Camp magntic creat en un conductor circular o espira Totes les lnies de fora travessenperpendicularment la superfcie S de lespira. Una de les seves cares s el pol nord i laltra, el pol sud. Per determinar el sentit del camp podem aplicar la regla de Maxwell Camp magntic creat en un solenoide o bobina. Permeabilitat magntica Un solenoide o bobina sutilitza per produir campsmagntics intensos i relativament uniformes en una petita regi de lespai. El camp magntic total s lasuma dels camps creats per cada espira i s similar al dun imant recte, amb un pol nord en un extrem dela bobina i un pol sud a laltre extrem. 7. El valor de la seva inducci magntica es calcula mitjanant lexpressi: Lapermeabilitat magnticadel medis un valor que depn de la facilitat que t el medi per concentrar o dispersar les lnies de fora i per tant ens indica la capacitat del medi per conduir el camp magntic. La permeabilitat magntica en el buit (serveix de referncia)o en l'aire val: 0 = 4 10 7(Tm/A) La permeabilitat que ens interesa s la relativa r 8. Els materials ferromagntics sutilitzen perconstruir els nuclis dels electroimants i els circuits magntics en general Veure videos electromagnetisme r 0 = 9. Intensitat o excitaci del camp magntic ( H) El camp magntic creat per una bobina es pot reforar considerablement si al seu interior hi posem un nucli de material ferromagntic. Una bobina amb un nucli de material ferromagntic constitueix un electroimant, dispositiu de gran aplicaci per a les mquines elctriques La intensitat magntica (H, unitat A/m) representa el camp magntic creat exclusivament per la bobina i s la relaci entre la inducci magntica i la permeabilitat. Intensitat camp magntic Inducci magntica Permeabilitat del medi Nombre d'espires Longitud de la bobina (m) Intensitat de corrent 10. Circuits magntics El circuit magntic s lespai ocupat per les lnies dinducci en la seva trajectria. A linterior dun solenoide el camp magntic s prcticament uniforme. Quan es tanca per lexterior per laire, les lnies es dispersen i augmenta la superfcie del camp alhora que disminueix la inducciEn les aplicacions industrials, es construeixen els circuits magntics de manera que les lnies dinducci es dispersin el mnim que sigui possible 11. Inducci electromagntica. FEM induda. Autoinducci Hem vist que els corrents elctrics creen camps magntics. Ara estudiarem lefecteinvers, s a dir, com els camps magntics generen corrents elctrics. Reprodum lexperincia de Faraday i Henry fent servir un dispositiu molt simple: una bobina connectada a un ampermetre dagulla i un imantLa desviaci de lagulla de lampermetre augmenta a mesura que augmenta lavelocitat amb qu movem lelement mbil, quan augmentem el nombre despires de la bobina o quan utilitzem un imant ms potent. 12. Aquests corrents elctrics sanomenen corrents induts i el fenomen, inducci electromagntica. El circuit en qu apareixen s lindut, i limant o la bobina que el crea s linductor. s important incidir en el fet que noms es crea fora electromotriu induda en el moment que hi ha variaci del flux, ja que quan limant o la bobina no tenen cap moviment relatiu entre ells, no es crea cap FEM induda.Generalitzant, totes les variacions del flux magntic a travs dun circuit tancat originen un corrent indut, ms intens com ms rpides siguin les variacions. 13. http://www.consumer.es/economia-domestica/infografias/ La gbia de Faraday s un apantallament que t aplicacions importants en la vida quotidiana. El forn microones, per evitar la sortida de les radiacions a lexterior i no provocar cremades en les persones que lestan manipulant, est concebut en lestructura dapantallament en gbia de Faraday. La gbia de Faraday s un recurs emprat per fer demostracions dalta tensi, de manera que els experiments realitzats no travessen la gbia, ja sigui de dins cap a fora o de fora cap a dins. http://www.youtube.com/watch?v=mUWxYesR5Wo Gabia de Faraday Microones http://www.youtube.com/watch?v=IHyqL3N6li4 Bloqueig mvil. radio Cotxe, avi, etc http://www.youtube.com/watch?v=036hpBvjoQw http://www.youtube.com/watch?v=bZwlD-Z0zmE Curiositat http://tesladownunder.com/ Imatges espectaculars http://asterion.almadark.com/2008/09/10/la-jaula-de-faraday/ 14. FEM induda Sabem que si per un circuit circula un corrent elctric s perqu hi ha una fora electromotriu (FEM) que el crea. En variar el flux magntic que travessa uncircuit tancat sorigina una FEM Valor i sentit de la FEM El valor de la FEM creada en un conductor que es mou dins dun camp magntic s: El sentit de la FEM induda ve donada per la regla de lam dreta: Si situem la m dreta estesa, de manera que el campmagntic entra pel palmell de la m i el dit polzeassenyala el moviment del conductor, la resta de ditsindiquen el sentit de la FEM induda i, per tant, tamb del corrent indut http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/index.html 15. FEM induda en una espira tancadaSi una espira de longitud l es mou perpendicularment en un camp magntic uniforme dinducci B, a una velocitat v, i tanquem el circuit, circular un corrent I pel circuit tancat, ja que es crea una FEM induda de valor: = B l v Heinrich Lenz, fsic rus, va estudiar els fenmenselectromagntics i va enunciar una llei que permetconixer el sentit del corrent indut. Es pot definir aix: El sentit del corrent indut s tal que soposa a la causaque el produeix tamb el podem definir en funci del flux : El flux creat per un corrent indut t un sentit quesoposa a la variaci del flux que el crea. La intensitat que recorre una espira com a conseqncia duna FEM induda genera tamb un camp magntic, el qual interacciona amb les variacions del camp magntic que genera la FEM induda. Aquesta interacci es produeix de manera que el camp magntic que genera el corrent indut soposa a la variaci del camp magntic extern. 16. FEM engendrada en una espira que gira dins dun camp magntic Si disposem duna espira i la fem girar dins dun camp magntic, de manera que contnuament estigui sotmesa a una variaci de flux, sengendrar una FEM induda de caracterstiques molt peculiars, el valor de la qual es: = mx sin t http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/generator/ac.html La FEM induda s alterna, variable en magnitud isentit. I com que els seus valors instantanis snproporcionals als valors que pren el sinus de 0 a360, sanomena FEM alterna sinusodal. Aquest s el principi de funcionament delsgeneradors elctrics industrialsSi la bobina alimenta un circuit exterior de resistncia R, ser recorreguda per un corrent que val: i =I mx sin t