2015 Leonardo Patricio Calder贸n Ch谩vez
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO 1.
1.1.
DEFINICIO N ES ELECTRICIDAD
La palabra electricidad podemos dejar patente que tiene su origen etimológico en el término griego elektron que puede traducirse como “ámbar”. Partiendo del mismo se establece que la persona que acuñó este término fue más concretamente el científico inglés William Gilbert quien en el siglo XVI habló de “eléctrico” para mencionar los fenómenos de cargas de atracción que descubrieron ya los griegos. La electricidad es una propiedad física manifestada a través de la atracción o del rechazo que ejercen entre sí las distintas partes de la materia. El origen de esta propiedad se encuentra en la presencia de componentes con carga negativa (denominados electrones) y otros con carga positiva (los protones). La electricidad, por otra parte, es el nombre que recibe una clase de energía que se basa en dicha propiedad física y que se manifiesta tanto en movimiento (la corriente) como en estado de reposo (la estática). Como fuente energética, la electricidad puede usarse para la iluminación o para producir calor, por ejemplo.
No sólo el hombre genera electricidad manipulando distintos factores: la naturaleza produce esta energía en las tormentas, cuando la transferencia energética que se produce entre una parte de la atmósfera y la superficie del planeta provoca una descarga de electricidad en forma de rayo. La electricidad natural también se halla en el funcionamiento biológico y permite el desarrollo y la actividad del sistema nervioso. Más allá de estos fenómenos naturales, el ser humano se ha dedicado a generar electricidad para poner en marcha todo tipo de máquinas, artefactos y sistemas de transporte. Como decimos, hoy la electricidad es fundamental pues gracias a la misma llevamos a cabo un sinfín de tareas y tenemos posibilidad de disfrutar de aplicaciones que nos facilitan y hacen mejor nuestra calidad de vida. Así, gracias a aquella tenemos iluminación y podemos hacer uso de una serie de dispositivos tales como lavadoras, frigoríficos, televisores, ordenadores o sistemas de aire acondicionado. Está claro, por tanto, que la electricidad se ha convertido en un elemento indispensable en este sentido y ello ha traído consigo graves consecuencias. En concreto, nos referimos al hecho de que la necesidad que tenemos de la misma para desarrollar nuestro día a día ha supuesto que la misma se
tenga que producir masivamente para satisfacer la demanda que existe en todo el mundo. Un hecho que perjudica notablemente el medio ambiente. Por ello, en la actualidad se está desarrollando una serie de proyectos e iniciativas de diversa índole con el claro objetivo de utilizar los recursos naturales existentes para generar dicha electricidad sin necesidad de dañar nuestro entorno. Así, por ejemplo, existen paneles que captan la energía del sol para poder poner en funcionamiento desde la luz de un hogar hasta un sistema de climatización. Se conoce como conductividad eléctrica, por otra parte, a la capacidad que tiene un material para posibilitar que la corriente de electricidad pase a través de su superficie. La facultad contraria, que aparece cuando los electrones son resistentes al movimiento de la corriente, se conoce como resistividad. Los conductores eléctricos, por lo tanto, son aquellos materiales que, cuando están en contacto con un cuerpo cargado de electricidad, transmiten dicha energía hacia la totalidad de su superficie. Véase: http://definicion.de/electricidad/#ixzz3awpaFV8o
1.2.
MAGNETISMO
Existe en la naturaleza un mineral llamado magnetita o piedra imán que tiene la propiedad de atraer el hierro, el cobalto, el níquel y ciertas aleaciones de estos metales. Esta propiedad recibe el nombre de magnetismo. Los imanes: Un imán es un material capaz de producir un campo magnético exterior y atraer el hierro (también puede atraer al cobalto y al níquel). Los imanes que manifiestan sus propiedades de forma permanente pueden ser naturales, como la magnetita (Fe3O4) o artificiales, obtenidos a partir de aleaciones de diferentes metales. Podemos decir que un imánpermanente es aquel que conserva el magnetismo después de haber sido imantado. Un imántemporal no conserva su magnetismo tras haber sido imantado. En un imán la capacidad de atracción es mayor en sus extremos o polos. Estos polos se denominan norte y sur, debido a que tienden a orientarse según los polos geográficos de la Tierra, que es un gigantesco imán natural. La región del espacio donde se pone de manifiesto la acción de un imán se llama campo magnético. Este campo se representa mediante líneas de fuerza, que son unas líneas imaginarias, cerradas, que van del polo norte al polo sur, por fuera del imán y en sentido contrario en el interior de éste; se representa con la letra B.
Desde hace tiempo es conocido que una corriente eléctrica genera un campo magnético a su alrededor. En el interior de la materia existen pequeñas corrientes cerradas debidas al
movimiento de los electrones que contienen los átomos, cada una de ellas origina un microscópico imán o dipolo. Cuando estos pequeños imanes están orientados en todas direcciones sus efectos se anulan mutuamente y el material no presenta propiedades magnéticas; en cambio si todos los imanes se alinean actúan como un único imán y en ese caso decimos que la sustancia se ha magnetizado. Imantar un material es ordenar sus imanes atómicos. En la figura derecha se observa en primer lugar un material sin imantar y debajo un material imantado. El magnetismo es producido por imanes naturales o artificiales. Además de su capacidad de atraer metales, tienen la propiedad de polaridad. Los imanes tienen dos polos magnéticos diferentes llamados Norte o Sur. Si enfrentamos los polos Sur de dos imanes estos se repelen, y si enfrentamos el polo sur de uno, con el polo norte de otro se atraen. Otra particularidad es que si los imanes se parten por la mitad, cada una de las partes tendrá los dos polos. Cuando se pasa una piedra imán por un pedazo de hierro, éste adquiere a su vez la capacidad de atraer otros pedazos de hierro. La atracción o repulsión entre dos polos magnéticos disminuye a medida que aumenta el cuadrado de la distancia entre ellos. Campo magnético: 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 líneas de campo. Un imán atrae pequeños trozos de limadura de hierro, níquel y cobalto, o sustancias compuestas a partir de estos metales (ferromagnéticos). La imantación se transmite a distancia y por contacto directo. La región del espacio que rodea a un imán y en la que se manifiesta las fuerzas magnéticas se llama campo magnético. Las líneas del campo magnético revelan la forma del campo. Las líneas de campo magnético emergen de un polo, rodean el imán y penetran por el otro polo. Fuera del imán, el campo esta dirigido del polo norte al polo sur. La intensidad del campo es mayor donde están mas juntas las líneas (la intensidad es máxima en los polos).
El magnetismo está muy relacionado con la electricidad. Una carga eléctrica está rodeada de un campo eléctrico, y si se está moviendo, también de un campo magnético. Esto se debe a las “distorsiones” que sufre el campo eléctrico al moverse la partícula. El campo eléctrico es una consecuencia relativista del campo magnético. El movimiento de la carga produce un campo magnético. En un imán de barra común, que al parecer esta inmóvil, está compuesto de átomos cuyos electrones se encuentran en movimiento (girando sobre su órbita. Esta carga en movimiento constituye una minúscula corriente que produce un campo magnético. Todos los electrones en rotación son imanes diminutos.
2.3. UNA CARGA EN MOVIMIENTO PRODUCE UN CAMPO MAGNÉTICO La brújula: La brújula señala al norte magnético de la tierra, que no coincide con el norte geográfico, ya que conoce había explicado antes los polos opuestos se atraen y los similares se repelen, en el norte geográfico de la tierra se encuentra el polo sur magnéticamente hablando por lo que su opuesto (el norte en este caso) apunta lo contrario en una brújula
La tierra es un imán. Campo magnético terrestre.
2.
2.1.
LA ELECTRICIDAD Y EL MAGNETISMO LAS CARGAS ELÉCTRICAS
La electricidad es una forma de energía que depende de la carga eléctrica de los cuerpos. En la naturaleza hay muchas situaciones en las que interviene la electricidad. Estos fenómenos se producen porque todos los cuerpos tienen cargas eléctricas. Las cargas eléctricas pueden ser positivas y negativas, y pueden pasar de un objeto a otro. En relación con su carga eléctrica, un objeto puede ser: positivo, negativo o neutro. Cuerpo positivo. Si tiene más cantidad de carga positiva que negativa. Cuerpo negativo. Si tiene más carga eléctrica negativa que positiva. Cuerpo neutro. Si tiene la misma cantidad de carga negativa y positiva.
La carga de los cuerpos En general, todos los objetos que nos rodean tienen el mismo número de cargas positivas y negativas. Son eléctricamente neutros. Las cargas negativas pueden pasar fácilmente de un cuerpo a otro, así se cargan los cuerpos: Cuando un cuerpo pierde cargas negativas, se queda con más cargas positivas que negativas. El cuerpo queda cargado positivamente. Cuando un cuerpo gana cargas negativas, se queda con más cargas negativas que positivas. El cuerpo queda cargado negativamente. Las fuerzas entre las cargas eléctricas Los cuerpos cargados ejercen fuerzas sobre otros cuerpos cargados. Estas fuerzas pueden ser de atracción o de repulsión. Fuerzas de atracción. Los cuerpos cargados con cargas eléctricas de distinto tipo se atraen. Fuerzas de repulsión. Los cuerpos cargados con cargas eléctricas del mismo tipo se repelen, es decir, se separan.
2.2.
LOS IMANES Y EL MAGNETISMO
Un imรกn es un objeto capaz de atraer a objetos fabricados con hierro y otros metales. El magnetismo es la propiedad que tienen los imanes para atraer otros imanes o algunos objetos metรกlicos. Los imanes pueden ser naturales o artificiales. Imanes naturales. Son los que aparecen en la naturaleza, como la magnetita. Imanes artificiales. Son los fabricados por las personas. Se elaboran utilizando metales.
Las fuerzas entre los imanes
El campo magnético es la zona de influencia de un imán. Todos los imanes tienen dos zonas que llamamos polos y que se suelen marcar con dos colores diferentes. Los polos de un imán son las dos partes del imán que atraen con más intensidad a los objetos metálicos. Se llaman polo norte magnético y el polo sur magnético.
Las propiedades de los polos de un imán son: Dos imanes enfrentados por polos diferentes de atraen. Dos imanes enfrentados por polos del mismo nombre se repelen y se separan.
El magnetismo terrestre
La Tierra funciona como un imán gigantesco. Los polos magnéticos de la Tierra están situados cerca de los polos geográficos, pero situados al revés. La brújula es un aparato que contiene un pequeño imán que puede girar libremente, de manera que siempre apunta hacia el norte. Por eso se emplea para orientarse.
El electroimán
Un electroimán es un aparato que funciona como un imán cuando se conecta a la corriente eléctrica y deja de hacerlo cuando se desconecta. Un electroimán sencillo es un clavo de hierro rodeado de un cable por el que pasa corriente eléctrica. Muchos aparatos funcionan con electroimanes como el teléfono o los timbres.
Los usos de los imanes El magnetismo es un fenómeno muy útil que se aprovecha de diversas maneras: Los imanes se usan en las brújulas, en juguetes, en las dinamos de las bicicletas, en los altavoces y en cierres de puertas o bolsos. Los electroimanes se emplean en los timbres o en las máquinas que sirven para separar objetos metálicos de otros residuos. Los soportes magnéticos son distintos materiales magnéticos artificiales que se emplean para almacenar mucha información en muy poco espacio. Cintas de casetes o de videocámaras, los discos duros de ordenadores y las tarjetas de memoria de los teléfonos móviles o las cámaras digitales Las bandas magnéticas son tiras de color negro que almacenan información y se usan en las tarjetas de crédito, en algunos carnés, en los billetes de tren y avión. en las tarjetas de los bancos, etc.
2.3.
LA CORRIENTE ELÉCTRICA
La corriente eléctrica La corriente eléctrica consiste en el movimiento ordenado de cargas eléctricas por un material. Las cargas que se mueven por los aparatos eléctricos que usamos a diario son las cargas negativas. Las cargas de una corriente eléctrica transporta energía, a la que llamamos energía eléctrica. La energía eléctrica puede transformarse en otras formas de energía, como la luz, el sonido, el calor o el movimiento. Materiales conductores y aislantes La corriente eléctrica no circula igual por todos los materiales. Según su comportamiento con la corriente eléctrica, los materiales pueden ser: conductores o aislantes. Materiales conductores. Son los materiales por los que la corriente eléctrica circula con facilidad. Los metales como el cobre, el oro o la plata. Materiales aislantes. Son los materiales por los que la corriente eléctrica no circula con facilidad. El aire, el plástico, la madera, la goma o el vidrio. Los efectos de la corriente eléctrica Cuando las cargas eléctricas circulan por un material conductor, pueden producir diversos efectos: Efectos caloríficos. Al pasar la corriente eléctrica por un material se produce calor. Un tostador o una plancha. Efectos luminosos. Al pasar la corriente eléctrica por un material se produce luz. Un bombilla o la pantalla de un televisor. Efectos sonoros. Al pasar la corriente eléctrica por un material se produce sonido. Un altavoz de una radio o un televisor. Efectos magnéticos. Al pasar la corriente eléctrica por un material, éste se comporta como un imán. Los electroimanes. Efectos mecánicos. Al pasar la corriente eléctrica por un material se produce un movimiento. El motor eléctrico de un ventilador taladradoras y muchos juguetes.
Efectos caloríficos
2.4.
Efectos mecánicos
Efectos sonoros
LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS
El circuito eléctrico
Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre sí por los que circula la corriente eléctrica. Los elementos de un circuito eléctrico son: el generador de corriente, los conductores, los aparatos y los interruptores.
El generador de corriente produce la corriente eléctrica. Tiene dos polos o bornes entre los que se establece la corriente. Una pila o una batería. Los hilos conductores son unos cables por los que circula la corriente eléctrica. Suelen ser de cobre recubiertos de plástico. Los receptores son los aparatos aprovechan la energía eléctrica. Las bombillas, motores u otros aparatos. Los interruptores permiten o no el paso de la corriente eléctrica. Los generadores Los generadores son los aparatos que producen la corriente eléctrica. Tiene dos polos o bornes entre los que se establece la corriente. Existen varios tipos de generadores: las pilas, las baterías, las células o paneles fotovoltaicos y los alternadores y las dinamos. Las pilas. Son generadores muy sencillos, donde se producen reacciones químicas que producen corriente eléctrica. Se usan en linternas o juguetes. Tras usarlas durante algún tiempo, se agotan.
Las baterías. Funcionan al producirse reacciones químicas en su interior, pero cuando se agotan, pueden recargarse. Se usan en los coches o en las cámaras digitales. Las células o paneles fotovoltaicos. Son aparatos que aprovechan la luz y la transforman en corriente eléctrica. Los paneles pequeños se utilizan en las calculadoras y los más grandes en los tejados de las casas o en los satélites artificiales. Los alternadores y las dinamos. Son aparatos que producen corrientes eléctricas cuando giran. Se emplean para recargar las baterías de los coches y para que funcionen las luces en las bicicletas.
Pilas
Dinamo
2.5.
Baterías
Panel fotovoltaico
LA RED ELÉCTRICA
Muchos aparatos que utilizamos a diario se conectan a la red eléctrica mediante un enchufe. Al circular por él la corriente eléctrica comienza a funcionar. El generador que proporciona la corriente eléctrica, puede estar a mucha distancia de nuestra casa, en alguna de las centrales eléctricas que producen la electricidad de consumimos.
Tabla de contenido
3. BIBLIOGRAFĂŒA
http://www.windows2universe.org/physical_science/magnetism/sw_e_and_m.html&lan g=sp http://definicion.de/electricidad/ https://www.google.com.ec/? gfe_rd=cr&ei=rWJgVeiYL6Ow8weXkoBQ&gws_rd=ssl#q=electricidad%20definicion http://v2.educarex.es/web/fsanchezm02/la-electricidad-y-el-magnetismo