FÍSICA

 

ELECTROMAGNETISMO

Parte de la física encargada de estudiar el conjunto de fenómenos que resultan de las acciones mutuas entre la corriente eléctrica y el magnetismo.

ANTECEDENTES
El electromagnetismo tuvo sus orígenes en el invento de la pila eléctrica realizado por Alejandro volta.
Oersted fue el primero en descubrir que una corriente eléctrica produce a su alrededor un campo magnético de propiedades similares a los de los campos creados por un imán. El francés ampere descubrió que el campo magnético podría intensificarse al enrollar el alambre conductor en forma de bobina. Mientras que Joseph Henry se le ocurrió recubrir los alambres con un material aislante y los enrollo alrededor de una barra de hierro para dar inicio al primer electroimán.
Michael Faraday construyo el primer motor experimental por lo tanto Theophile gramme construyo el primer generador eléctrico o dinamo capaz de transformar la energía eléctrica. Nicolás Tesla invento el motor de inducción. Heinrich Lenz se especializo en la inducción eléctrica, estableció la ley que lleva su nombre. Maxwell señala que un campo eléctrico variable origina un campo magnético la cual se le conoce como teoría electromagnética.

CAMPO MAGNÉTICO    PRODUCIDO POR UNA CORRIENTE
Una corriente eléctrica crea a su alrededor un campo magnético al observar que una aguja imantada colocada cerca del conductor rectilíneo, se desvía de su posición de equilibrio norte-sur cuando por el conductor circula una corriente.

CAMPO MAGNETICO PRODUCIDO POR UN CONDUCTOR RECTO.

Para estudiar como es el campo magnético producido por un conductor recto se requiere la utilización de la regla de la mano izquierda, donde la dirección del campo magnético depende del sentido de la corriente, se toma al conductor recto con la mano izquierda con el pulgar extendido sobre el conductor; este debe señalar el sentido en el que circula la corriente eléctrica y los cuatro dedos restantes indican el sentido del campo magnético. Para determinar el valor del campo eléctrico debido a un conductor recto se aplica la siguiente formula.

B= μI/2πd

Donde:
B= Inducción magnética o densidad de flujo (teslas T) μ= Permeabilidad del medio (Tm/A)
I= intensidad de la corriente (A) d= distancia perpendicular entre el conductor y el medio (m)

CAMPO MAGNETICO RPODUCIDO POR UNA ESPIRA
El espectro del campo magnético creado por esta se origina por líneas cerradas que rodean a la corriente así como por una línea recta que es el eje central del circulo seguido por la corriente.
La dirección de la inducción magnética es siempre perpendicular al plano en el cual se encuentra la espira. Para determinar el valor del campo eléctrico debido a un conductor recto se aplica la siguiente formula.

B= μI/2r
Donde:
B= Inducción magnética o densidad de flujo (teslas T) μ= Permeabilidad del medio (Tm/A)
I= intensidad de la corriente (A) r=radio de la espira (m)

Si en lugar de una espira se enrolla un alambre de tal manera que tenga un número de N de vueltas se obtendrá una bobina.
Para determinar el valor del campo eléctrico debido a una espira se aplica la siguiente formula.
B= NμI/2r
N = numero de espiras

CAMPO MAGNETICO PRODUCIDO POR UN SOLENOIDE
Cuando una corriente circula a través de un solenoide, las líneas de fuerzas del campo magnético generado se asemejan al campo producido por un imán de barra. En su interior las líneas de fuerzas son paralelas y el campo magnético es uniforme. Para determinar el valor del campo eléctrico debido a un solenoide se aplica la siguiente formula.

B= NμI/L
Donde:
B= Inducción magnética o densidad de flujo (teslas T) μ= Permeabilidad del medio (Tm/A)
I= intensidad de la corriente (A) L= longitud del solenoide (m) N = numero de espiras

Ejemplos
1.- Calcular la inducción magnética o densidad de flujo en el aire, en un punto a 10 cm de un conductor recto por el que circula una intensidad de corriente eléctrica de 3 A.

B= 
μ = μo = 4πx10-7 Tm/A
d= 10cm = 0.1m
I= 3A B= μI/2πd
B= (4πx10-7 Tm/A)(3A)/2π0.1m)
B= 60x10-7 T

2.- Determinar la inducción magnética en el centro de una espira cuyo radio es de 8 cm; por ella circula una corriente de 6A. La espira se encuentra en el aire.

B= 
μ = μo = 4πx10-7 Tm/A
r= 8cm = 0.08m
I= 6A B= μI/2r
B= (4πx10-7 Tm/A)(6A)/2(0.08m)
B= 4.71x10-5 T

3.- un solenoide tiene una longitud de 15Cm y esta devanado con 300 vueltas de alambre sobre el núcleo de hierro cuya permeabilidad relativa es de 1.2x104. Calcular la inducción magnética en el centro del solenoide cuando por el alambre circula una corriente de 7mA

B= 
μ= 
μo = 4πx10-7 Tm/A
L= 15cm = .15m
I= 7mA= .007A
N= 300
μr = 1.2x104 
B= NμI/L
μ= μo μr
μ= (1.2x104)( 4πx10-7 Tm/A)= 15.1 x10—3 Tm/A
B= (300)( 15.1 x10—3 Tm/A)(.007A)/.15m
B= 2.1x10-1 T