2011
Electricidad y Magnetismo
Resultados de Laboratorio
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Electricidad y Magnetismo
Tema 1: Aprendiendo sobre corriente eléctrica APRENDIZAJE ESPERADO: - Comprender y diseñar un circuito eléctrico con material casero y de laboratorio. - Aprender a medir la corriente eléctrica utilizando voltímetro y amperímetro.
- Discriminar entre sustancias conductoras y no conductoras de electricidad. - Comprender el funcionamiento de una fuente de corriente continua.
FOCALIZACIÓN: - ¿Qué entiendes por circuito eléctrico? Es un conductor unido por sus extremos, en el que existe al menos un generador que produce una corriente eléctrica. - ¿Para qué piensas que sirven los circuitos eléctricos? Para que todo aparato eléctrico funcione es necesario que tenga en su interior y en su instalación, un circuito eléctrico. Es decir, sirve para generar, transportar o modificar señales electrónicas. - ¿Sabes cómo se mide la Corriente Eléctrica? Con un amperímetro, para medirla tiene que conectarse el amperímetro en serie y cerrar el circuito. - ¿Qué entiendes por materiales aislantes y conductores? Los conductores conducen electricidad en cambio los aislantes no conducen electricidad. - ¿Qué diferencia hay entre los materiales conductores y los aislantes? Aislantes: son materiales que no dejan pasar a su través la corriente eléctrica (madera, plástico, vidrio, papel, goma, etc.) Conductores: son materiales que dejan pasar a su través la corriente eléctrica (plata, oro, cobre, hierro, aluminio, etc.)
HIPÓTESIS - Bajo la acción de las cargas libres en un medio conductor generará corriente eléctrica. - Si realizo correctamente las conexiones eléctricas construiré circuitos en serie y en paralelo.
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Electricidad y Magnetismo Reflexión: -
Explica que sucede en un circuito eléctrico. Los elementos unidos entre sí permiten el paso de una corriente eléctrica.
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Menciona los elementos de circuito básico y sus funciones. Conductores: son los hilos y cables que conectan el generador con el receptor (cobre) Generadores: producen e impulsan la energía eléctrica por el circuito (pueden ser pilas, baterías, alternadores). Receptores: reciben la energía eléctrica y la transforman en otro tipo de energía (bombilla, timbre, motores). Elemento de Maniobra: sirve para conectar y desconectar partes del circuito eléctrico (interruptores, cumuladores, pulsadores).
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En la experiencia 2 :
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o
En el proceso A, ¿Por qué la bombilla no enciende cuando se conecta sólo un poste del portalámparas a la batería? Porque no es un circuito cerrado, los conductores tienen que estar a los extremos del generador para que encienda.
o
Compara el brillo de la lámpara en los procesos A y B. ¿En qué caso brilla más? ¿por qué? Brilla más en el segundo caso porque el generador tiene mayor cantidad de voltios y eso genera más potencia de luz.
Analiza las experiencias 3 y 4 y responde: o ¿Cuándo quitaste una bombilla a cada circuito? ¿qué sucedió con el brillo de las lámparas en cada caso? Serie: circuito en serie tiene un solo camino por lo tanto cuando quitamos una bombilla se apagaron todas debido a que ya no era un circuito cerrado había una interrupción. Paralelo: se quita una bombilla y las demás bombillas siguen funcionando debido a que cada receptor es atravesado por una corriente independiente. o ¿En qué caso las bombillas enciendas más en serie o en paralelo? En paralelo debido a que cada receptor es atravesado por una corriente independiente y su intensidad total suministrada por la pila se reparte por las diferentes ramas, todas las bombillas están a la misma tensión.
- Menciona las diferencias que hay entre los Circuitos en Serie y en Paralelo.
SERIE: - Los receptores se conectan uno a continuación del otro (salida con entrada) - Si se funde o se quita una bombilla las demás no lucen.
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Electricidad y Magnetismo - La intensidad que circula por cada bombilla es la misma. - Cada vez que aumentamos las bombillas conectadas en serie, lucirán menos. - La tensión total se reparte entre los diferentes receptores. PARALELO: - Cada receptor conectado a la fuente de alimentación lo está de forma independiente al resto, cada una tiene su propia línea. - Si se funde o si se quita una bombilla las demás siguen funcionando - La intensidad total suministrada por la pila se reparte por las diferentes ramas - Todas las bombillas están a la misma tensión - Aunque aumentemos el número de bombillas en paralelo, siguen encendiendo igual (cada una en función de su potencia) - ¿Qué linternas iluminan más? ¿Las que tienen dos pilas conectadas en serie,
o las que tienen tres pilas? La de tres pilas, ya que la bombilla así tendrá más voltaje. -
¿Qué efectos físicos produce la corriente eléctrica? Efecto calorífico: Los hilos conductores se calientan al pasar por ellos la corriente eléctrica. Efecto químico: La corriente eléctrica puede inducir cambios químicos en las sustancias. Efecto luminoso: El paso de corriente produce luz. Efecto magnético (electromagnetismo): Una corriente eléctrica tiene efectos magnéticos (es capaz de atraer o repeler un imán).
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¿Cuál es la función de los conductores y de los aislantes? La de los conductores son los que dejan traspasar a través de ellos la electricidad y aislantes no permiten el paso de la corriente eléctrica.
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¿Qué tienen en común los objetos conductores? En el caso de los conductores. Hay una banda (de valencia) llena de electrones, y hay una banda (de conducción) vacía, adyacente, con niveles de energía disponibles para los electrones del material. Por eso, cuando se aplica un pequeño campo eléctrico (como el debido al voltaje de una pila conectada sobre un alambre metálico), los electrones libres del metal se aceleran pasando a un nivel de energía inmediatamente superior (disponible), produciéndose una corriente eléctrica.
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¿De qué materiales están hechos los objetos aislantes? Madera, plástico, vidrio, papel, goma, etc.
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¿Por qué el agua pura no conduce energía y el agua con sal si lo puede hacer? El agua pura, prácticamente no conduce la corriente, sin embargo el agua con sales disueltas conduce la corriente eléctrica. Los iones cargados positiva y negativamente son los que conducen la corriente, y la cantidad conducida dependerá del número de iones presentes y de su movilidad.
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¿Por qué es necesaria la intervención del limón y la papa para la demostración de estos experimentos? ¿Y la intervención de los metales, también es necesaria? ¿Por qué? Los limones y las papas son utilizados en el experimento para dar a conocer que son generadores de electricidad y que junto con la intervención de los metales, conducirán la energía al receptor.
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¿Son capaces estas nuevas alternativas de suministrar electricidad para el funcionamiento de cualquier aparato electrodoméstico? Sí, siempre y cuando se instale una gran cantidad de estos, ya que requiere de mucho potencial de voltaje para el funcionamiento de un aparto eléctrico.
Aplicación: - ¿En las instalaciones eléctricas de tu casa se evidencian conexiones en serie o en paralelo? Explica. En paralelo porque cuando se quema una bombilla las demás siguen encendidas ya que cada bombilla es atravesado por una corriente independiente. - ¿Las luces de árbol de navidad son un ejemplo de circuito en paralelo o en serie? En serie porque tiene un solo camino por lo tanto se funde una bombilla y las demás dejan de funcionar, ya que el circuito ya no es cerrado. - En tu casa, en la noche realiza la experiencia nº1 y comenta su funcionamiento. Los electrones se mueven de polo negativo de la pila y tras recorrer el circuito regresan a ella, entrando por el polo positivo, vemos que la luz se adecua de acuerdo al recipiente que lo contiene en este caso la silicona y observamos que la luz no sale en línea recta. - ¿Para un electricista que ventaja tiene el hacer la medición de la Corriente antes de hacer un cambio de cable de alto voltaje? Para saber la medida de voltios con la que va a trabajar y es una forma de precaución por parte del electricista. - Investiga, qué aparatos aparte del Amperímetro sirven para medir las magnitudes eléctricas. Galvanómetro, Miliamperímetro, Mili voltímetro, Ley de Amper, Solenoide, Voltímetro, Ohmetro, Wattmetro, Miliamperímetro, Cosimetro, Varmetro. - ¿El cuerpo humano puede conducir energía? Explica. Sí, por todos los compuestos químicos de los cuales estamos compuestos, incluyendo el agua, la sangre y los minerales dentro de ella. Además de las siempre constantes pulsos eléctricos de nuestro sistema neurológico que está presente en todo nuestro cuerpo.
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Electricidad y Magnetismo - ¿Los trabajadores de la luz, tienen una indumentaria especial? ¿De qué material es? ¿Por qué? Si, sus materiales de trabajo, son de plástico que sirve como aislante de electricidad para evitar riesgos. - Anota las normas de seguridad en instalaciones eléctricas. A.- CON APLICACIÓN DE ENERGIA Se recomienda no realizar servicio con aplicación de energía en el punto de trabajo, pero si se tuviera que hacer porque no hay otra posibilidad, tenga en cuenta las siguientes recomendaciones: 1.- No utilice ropa húmeda y especialmente zapatos mojados. El cuerpo debe estar también seco. 2.- Coloque entre el punto de trabajo y el piso un material aislante y pise sobre él. 3.- Trabaje línea por línea. Cuando trabaje una línea, la otra, así como los contactos adyacentes deben estar aislados. 4.- Trabaje con herramientas en buen estado, aisladas y limpias. 5.- Terminado el trabajo en un punto determinado, aíslelo adecuadamente. Terminado todo el trabajo, esconda los conductores y cubra o tape estos conductores. 6.- En el supuesto de que, por cualquier razón, no pueda terminar en el punto de trabajo no deje los conductores sin aislamiento. 7.- Use una escalera. No haga pirámides con tablas, sillas, mesas o cualquier otro objeto. Cuando use una escalera simple, tenga en cuenta que se puede resbalar con cualquier movimiento. 8.- Si no está seguro que, en el punto por trabajar, existe o no tensión, tome las precauciones como si existiera tensión. B.- SIN APLICACIÓN DE ENERGIA 1.- Antes de trabajar un punto determinado, saque de servicio dicho punto, manipulando su respectiva llave en el tablero de distribución. 2.- No pase por los ductos mayor cantidad de conductores que lo permitido por los planos y las tablas respectivas. 3.- Al pasar alambres, una persona debe jalar la huincha guía y la otra persona debe guiar el ingreso de los conductores para que el aislamiento no se deteriore. 4.- Realice las uniones y empalmes de acuerdo a las indicaciones que se dan en las clases teóricas, así como los encintados de acuerdo a lo requerido. Así evitará posibles cortos circuitos por deficiencias en el trabajo de uniones, empalmes y protección inadecuada de estos trabajos. -
¿Qué propiedades tienen los materiales conductores y no conductores de electricidad? Conductores: En los conductores sólidos la corriente eléctrica es transportada por el movimiento de los electrones; y en disoluciones y gases, lo hace por los iones. Aislantes: Presentan una resistencia al paso de corriente eléctrica hasta 2,5 × 1024 veces mayor que la de los buenos conductores eléctricos como la plata o el cobre.
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Electricidad y Magnetismo - Si el agua salada es conductora, por que cuando estamos en el mar y metemos aparatos eléctricos, no nos electrocutamos. Porque el voltaje o fuerza electromotriz es mínima comparada con las gran masa de agua del mar, ye so hacer que no nos podamos electrocutar. - Averigua cuál es el máximo voltaje que tienen estas baterías de limón o de la papa. La corriente producida (aproximadamente 240 µA con zinc y cerca de 400 µA con magnesio) y también aumenta levemente el voltaje (0.97 V con zinc y 1.6 V con magnesio). Estos números por supuesto dependen de los limones. - Las pilas que se usan en una linterna o en reloj, ¿Crees tú que puedas reemplazarlas por la que has realizado en la experiencia anterior? ¿Por qué? Claro, si se hacen las respectivas conexiones y se abastece con gran cantidad de material entonces es posible sustituirlas por las pilas normales - Investiga que tipo de pilas existen. Y ¿Cuál de ellas son las más comunes? ¿Por qué? Ácidas, alcalinas, de mercurio, solares, atómicas y de hidrógeno. Las más comunes son las ácidas, que se usan en coches y equipos electrónicos portátiles. - Explica la generación y la distribución de la electricidad a un centro poblado. Para poder disfrutar de la electricidad en nuestro hogar, oficina o empresa realiza un complejo recorrido desde los lugares donde se produce pasando por diferentes etapas hasta llegar finalmente a nuestras manos, en forma de luz, sonido, agua caliente o fría, etc. Todo este recorrido desde su generación hasta su entrega final, se realiza en lo que se denomina el sistema de potencia. El sistema de potencia se encuentra dividido en 4 partes fundamentales como lo son: Generación Transmisión Subtransmisión Distribución
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Electricidad y Magnetismo TEMA 2: APRENDIENDO SOBRE ELECTROMAGNETISMO
APRENDIZAJE ESPERADO: -
Identificar la relación entre fuerzas eléctricas y fuerzas magnéticas, así como las condiciones físicas para que interactúen. Aprender sobre las leyes de electricidad y magnetismo.
FOCALIZACIÓN: -
¿Crees que haya relación entre los imanes y la corriente eléctrica? Estudios anteriormente hechos explican que efectivamente hay una relación entre estos dos grandes fenómenos. Esto lo comprobaremos al realizar los experimentos de Electromagnetismo.
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¿Has escuchado sobre Oersted, Faraday o Lenz? ¿Cómo crees que se pueden relacionar con este tema? Sí anteriormente, he escuchado sobre ellos, aunque no podría explicar su exactitud su intervención en este tema.
HIPÓTESIS - Un campo magnético variable cerca de un conductor generará carga eléctrica o viceversa.
Reflexión: -
En las experiencias de los motores ¿Por qué se produce el movimiento giratorio de los conductores? Porque la corriente eléctrica en contacto con un campo magnético produce ese movimiento, por la misma interacción de estos dos campos.
-
¿Qué es un motor eléctrico? ¿Cómo es su funcionamiento? Un motor eléctrico es un dispositivo rotativo que transforma energía eléctrica en energía mecánica. Los motores de corriente alterna y los de corriente continua se basan en el mismo principio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo magnético, éste tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción del campo magnético. El conductor tiende a funcionar como un electroimán debido a la corriente eléctrica que circula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades
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Electricidad y Magnetismo magnéticas, que provocan, debido a la interacción con los polos ubicados en el estator, el movimiento circular que se observa en el rotor del motor. -
En la Experiencia de Oersted o
¿Por qué se movió la aguja? ¿Hacia dónde se orientó la brújula? Porque alrededor de ella, en el conductor recto, se creó un campo magnético por acción de la corriente eléctrica. Se orientó perpendicularmente al conductor.
o
¿Qué pasó cuando cambiamos la polaridad del circuito? ¿Por qué sucede esto? La aguja se orienta en sentido contrario, porque al cambiar el sentido de la corriente eléctrica, cambiamos también el sentido del campo magnético que se va a generar, y esto se pone en manifiesto en el cambio de dirección de la aguja.
o
¿Cómo podríamos hacer que la aguja se orientara más rápidamente? Para que la aguja se oriente más rápido, tendremos que aumentar la intensidad de la corriente, y por ende el voltaje que se le suministra al circuito.
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¿Qué es un electroimán? Un electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente. El electroimán más sencillo es una barra de hierro que al envolverlo con un cable de corriente y suministrarle corriente, la barra se magnetiza y todos los hierros quedan pegados y al cortar la corriente, se despegan.
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¿Cuál es la diferencia entre un solenoide y una bobina? ¿ Qué relación guardan con el tema de electromagnetismo? No hay gran diferencia entre estos dos instrumentos de generación de electricidad. Aunque usualmente se llama solenoide al enrollado uniforme de un conductor y bobina al enrollado uniforme de un conductor pero en un núcleo hueco aislante. Mayormente las bobinas tienen más enrolladlo de conductor que un solenoide.
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¿Por qué aumenta la intensidad del campo magnético en el interior de una bobina que trasporta corriente si le introducimos un trozo de hierro? Porque el hierro al igual que otro material ferro magnéticos poseen dominios magnéticos, que son aéreas magnéticas que poseen en su interior, pero estas regiones magnéticas están desordenadas, al suministrar corriente eléctrica al circuito, estos dominios magnéticos se alinean y hacen que el campo magnético sea mucho más intenso.
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¿Qué es inducción magnética? Es la creación de un campo o flujo magnético pero por acción de la circulación de corriente a través de un conductor.
-
En la experiencia de la Ley de Faraday y Lenz: o
¿Qué sucede cuando acercas y alejas el imán de la bobina? ¿A qué se debe esto? La aguja del amperímetro se desvía hacia la derecha luego hacia la izquierda. Esto sucede porque cuando acercamos y alejamos el imán estamos haciendo variar el flujo magnético en el interior de la bobina, esta variación va a permitir que se cree una corriente inducida, la cual es registrada por el amperímetro.
o
¿Qué sucede cuando el imán está detenido en el interior de la bobina? Explica. La aguja queda detenida, ya que no hay una variación de un flujo magnético, por lo tanto no se inducirá ninguna corriente la bobina, y no será registrada en el amperímetro.
o
¿De qué otra manera puede haber una variación del flujo magnético? Podemos también variar un flujo magnético cuando movemos el conductor que lo atraviesa en este caso la bobina.
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Después de observar las experiencias 6 y 7 y 8 explica la relación que existe ente magnetismo y electricidad. La electricidad y el magnetismo guardan mucha relación. Pues cuando una corriente eléctrica fluye por un conductor, alrededor de este se genera un campo magnético, así es como funciona un electroimán, pero también se relacionan cuando un campo magnético variable cerca de un conductor, crea una corriente inducida, este último fenómeno lo podemos ver en los dinamos y alternadores.
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¿Qué son las ondas electromagnéticas? Una onda electromagnética es la forma de propagación de la radiación electromagnética a través del espacio, y sus aspectos teóricos están relacionados con la solución en forma de onda que admiten las ecuaciones de Maxwell. A diferencia de las ondas mecánicas, las ondas electromagnéticas no necesitan de un medio material para propagarse. Algunos ejemplos de ondas electromagnéticas son la luz y las ondas de radio.
Aplicación: -
Averigua las biografías de Faraday, Lenz y Oersted y resalta sus aportes al electromagnetismo.
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Electricidad y Magnetismo
Michel Faraday Faraday, hijo de una familia pobre, nació el 22 de septiembre de 1791, en la localidad de Newington Butts, situada cerca de Londres. A muy temprana edad tuvo que empezar a trabajar. En sus ratos libres aprovechaba y leía los libros que le llevaban a encuadernar, interesándose especialmente por libros dedicados a la física y la química. Su primer impulso lo recibió en el año 1812, cuando un cliente le regaló entradas para asistir a las 4 últimas conferencias que el químico Sir Humphry Davy ofrecía en la Royal lnstitution. Faraday encuadernó todas las notas que había tomado a lo largo de las sesiones y se las presentó a Davy solicitándole un puesto de trabajo en su laboratorio. Davy lo contrató como asistente en 1813. Los resultados de sus estudios en electricidad y magnetismo lo hacen ser reconocido como padre de la electroquímica y además, abrió paso a la teoría electromagnética de James Clerk Maxwell. En 1934 Faraday enunció leyes sobre la electrólisis, tras observar el fenómeno de la descomposición de sustancias químicas por la acción de una corriente eléctrica. En 1831 intentó reproducir los trabajos de Ampére y Oersted pero en sentido inverso, es decir, produciendo una corriente eléctrica a partir del movimiento de imanes y conductores, descubriendo el principio de la inducción electromagnética. En 1845 descubrió la existencia del diamagnetismo y la desviación del plano de polarización de la luz como resultado de un campo magnético, al atravesar un material transparente como el vidrio. Se trataba del primer caso conocido de interacción entre el magnetismo y la luz. Escribió Manipulación química (1827), Investigaciones experimentales en electricidad (1844-1855) e Investigaciones experimentales en física y química (1859). Michael Faraday falleció el 25 de agosto de 1867; fue sepultado en el Highgate Cementery de Londres.
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Electricidad y Magnetismo
Hans Christian Oersted (Rudkobing, Dinamarca, 1777-Copenhague, 1851) Físico y químico danés. Fue consejero de Estado (1828), director del Politécnico de Copenhague (1829) y miembro de la Academia de Ciencias de París. Bajo la influencia de la filosofía romántica de la naturaleza, uno de cuyos principios fundamentales era la unidad de todas las fuerzas físicas, buscó las conexiones entre el magnetismo y la electricidad. Oersted consiguió demostrar tal relación, de un modo muy intuitivo, en 1820: su experimento puso de manifiesto la producción de campos magnéticos por parte de los conductores al ser atravesados por una corriente. Las consecuencias de tal descubrimiento, que evidenciaba además la existencia de una fuerza completamente distinta del tipo de las que estaban en la base de la gravitación newtoniana, serían desarrolladas más adelante por André-Marie Ampère. Oersted fue también el primero en aislar el elemento químico aluminio (1825).
Lenz, Heinrich Lenz, Heinrich Christianovich (1804 –1865), físico e ingeniero eléctrico ruso, académico Petersburgo AN (1830). En 1820 entró en Dorpat (hoy Tartu) Universidad. En 1823, sin terminar el curso, se llevó a cabo en la física de la balandra "Enterprise", que recorrió el viaje por el mundo (1823 – 1826) bajo el mando de O. Kotzebue, que se celebró la investigación oceanográfica, para lo cual en 1828 fue elegido profesor asistente en la Academia de San Petersburgo de la Ciencia. En 1830 fue elegido académico extraordinario en 1834 – lo común. En 1836 dirigió el departamento de la física y la geografía física en la Universidad de San Petersburgo, desde 1863 rector de la universidad. En 1833 estableció la llamada la Ley de Lenz para determinar la dirección de las corrientes inducidas. En colaboración con "BS Jacobi Leyes de electroimanes (parte 1 a 2, 1838 – 1844) dio a métodos de cálculo de los electroimanes (utilizado para los 80. 19. Cuando las leyes estaban abiertas circuito magnético); estableció la reversibilidad de las máquinas eléctricas. El fenómeno de la "reacción de anclaje y para reducir su uso de la transferencia propuesta de las máquinas de cepillo. En 1842, sin embargo los experimentos, la ley de acción de la corriente eléctrica térmica, descubierto en 1841 por J. Joule. Inventado dispositivo para estudiar la forma de la curva de CA. Autor de obras sobre el establecimiento de la resistencia de los metales de la temperatura, sobre los cimientos de la ley de Ohm, la creación de un método balístico para medir el flujo magnético (en colaboración con la norma BS Jacobi)
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Electricidad y Magnetismo -
Investiga la historia del electromagnetismo.
Historia del Electromagnetismo Desde la antigua Grecia se conocían los fenómenos magnéticos y eléctricos pero no es hasta inicios del siglo XVII donde se comienza a realizar experimentos y a llegar a conclusiones científicas de estos fenómenos.[1] Durante estos dos siglos, XVII y XVIII, grandes hombres de ciencia como William Gilbert, Otto von Guericke, Stephen Gray, Benjamin Franklin, Alessandro Volta entre otros estuvieron investigando estos dos fenómenos de manera separada y llegando a conclusiones coherentes con sus experimentos. A principios del siglo XIX Hans Christian Ørsted encontró evidencia empírica de que los fenómenos magnéticos y eléctricos estaban relacionados. De ahí es que los trabajos de físicos como André-Marie Ampère, William Sturgeon, Joseph Henry, Georg Simon Ohm, Michael Faraday en ese siglo, son unificados por James Clerk Maxwell en 1861 con un conjunto de ecuaciones que describían ambos fenómenos como uno solo, como un fenómeno electromagnético.[1] Las ahora llamadas ecuaciones de Maxwell demostraban que los campos eléctricos y los campos magnéticos eran manifestaciones de un solo campo electromagnético. Además describía la naturaleza ondulatoria de la luz, mostrándola como una onda electromagnética.[2] Con una sola teoría consistente que describía estos dos fenómenos antes separados, los físicos pudieron realizar varios experimentos prodigiosos e inventos muy útiles como la bombilla eléctrica por Thomas Alva Edison o el generador de corriente alterna por Nikola Tesla. El éxito predicitivo de la teoría de Maxwell y la búsqueda de una interpretación coherente de sus implicaciones, fue lo que llevó a Albert Einstein a formular su teoría de la relatividad que se apoyaba en algunos resultados previos de Hendrik Antoon Lorentz y Henri Poincaré. En la primera mitad del siglo XX, con el advenimiento de la mecánica cuántica, el electromagnetismo tenía que mejorar su formulación con el objetivo de que fuera coherente con la nueva teoría. Esto se logró en la década de 1940 cuando se completó una teoría cuántica electromagnética o mejor conocida como electrodinámica cuántica.
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¿Qué tienen en común las cargas eléctricas y los polos magnéticos? ¿Cuál es su principal diferencia entre los dos? Los imanes ejercen fuerzas unos sobre otros. Se parecen a las cargas eléctricas, pues pueden ejercer sin tocarse fuerzas de atracción y repulsión según sean los extremos de los imanes que se aproximen. Además al igual que las cargas eléctricas, la intensidad de sus interacciones depende de la distancia que los separa. Las cargas eléctricas producen fuerzas eléctricas y las regiones llamados polos magnéticos producen fuerzas magnéticas. El comportamiento de los polos magnéticos se parecen al de las cargas eléctricas en algunos aspectos, pero existe una diferencia de suma importancia. Podemos tener cargas eléctricas aisladas mas no polos magnéticos aislados. Los electrones y protones son entidades por sí mismos. Un cúmulo de electrones no precisa estar acompañado de un cúmulo de protones o viceversa. Sin embargo un polo norte magnético no puede existir sin un polo sur, o viceversa. El polo norte y sur de un imán son como las caras de una misma moneda.
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¿Cómo se aplican los electroimanes en nuestra vida? Los electroimanes son los componentes esenciales de muchos interruptores, siendo usados en los frenos y embragues electromagnéticos de los automóviles. En algunos tranvías, los frenos electromagnéticos se adhieren directamente a los raíles. Se usan electroimanes muy potentes en grúas para levantar pesados bloques de hierro y acero, y para separar magnéticamente metales en chatarrerías y centros de reciclaje. Los trenes de levitación magnética usan poderosos electroimanes para flotar sin tocar la pista. Algunos trenes usan fuerzas atractivas, mientras otros emplean fuerzas repulsivas. Los electroimanes se usan en los motores eléctricos rotatorios para producir un campo magnético rotatorio y en los motores lineales para producir un campo magnético itinerante que impulse la armadura. Aunque la plata es el mejor conductor de la electricidad, el cobre es el usado más a menudo debido a su bajo costo, y a veces se emplea aluminio para reducir el peso.
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Investiga las aplicaciones de las corrientes inducidas. ¿Son importantes o no? Una de las aplicaciones más importantes de la corriente inducida es el generador electromagnético. Un generador electromagnético consiste en una armadura metálica en la que hay gran cantidad de solenoides. En el interior de esta armadura se coloca un imán muy potente, que se hace girar a mucha velocidad. Debido al movimiento del imán, en los solenoides se produce una corriente eléctrica inducida que se puede transmitir a cualquier hilo conductor externo. En las centrales hidráulicas, el imán del generador electromagnético se mueve gracias al empuje del agua; en las centrales térmicas, el imán se mueve gracias al empuje del vapor.
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Electricidad y Magnetismo -
¿Qué es un dinamo, un alternador, un generador y un transformador? ¿Qué relación guarda cada uno con este tema de electromagnetismo?
Dinamo Es
un
Alternador
generador
Un
eléctrico destinado
es
a la transformación
transforma
de
energía
mecánica
energía
Generador
alternador el
todo
Un transformador
que
dispositivo capaz
es un aparato con
la
de mantener una
el que se puede
diferencia
convertir
en
Es
Transformador
de
en
mecánica
eléctrica mediante
eléctrica
el fenómeno de la
generando
inducción
una
electromagnética.
alterna que es
terminales
aquella en la que
bornes)
la
y
transformando la
dirección varían
energía mecánica
cíclicamente.
en eléctrica.
eléctrico así
corriente
magnitud
potencial
una
tensión alterna en entre
otra más alta o
dos de sus puntos
más baja, y consta
(llamados
de
polos, o
dos
bobinas
acopladas magnéticamente.
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¿En qué se parece un galvanómetro a un motor eléctrico sencillo? ¿Cuál es la diferencia fundamental entre dichos aparatos? El galvanómetro y el motor se parecen en que ambos funcionan a base de bobinas colocadas en campo magnético. Cuando pasa una corriente por las bobinas las fuerzas que se ejercen sobre el alambre las hacen girar. La diferencia Fundamental es que el giro máximo de la bobina del galvanómetro es media vuelta, mientras que la bobina (armadura) del motor puede efectuar muchas revoluciones seguidas. La corriente en la armadura de un motor se invierte cada vez que la armadura da media vuelta.
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¿Qué función desempeña el campo magnético terrestre respecto a la radiación cósmica? Los campos magnéticos pueden desviar partículas cargadas. Y esto es muy bueno ya que el campo magnético terrestre desvía partículas cargadas provenientes del espacio exterior. De no ser así, la intensidad de los nocivos rayos cósmicos que bombardean la superficie de la Tierra sería mucho mayor.
-
¿Cuáles son las causas posibles del campo magnético terrestre, según los geofísicos? La mayoría de los estudiosos de las ciencias de la Tierra piensan que el campo magnético terrestre se debe al movimiento de partículas cargadas que giran en el interior del planeta. Dado el gran tamaño de la Tierra, la rapidez de las partículas cargadas tendría que ser menor que un milímetro por segundo para producir el campo.
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Electricidad y Magnetismo Otra posible explicación del campo magnético terrestre son las corrientes de convección que se originan debido al calor del núcleo. El calor de la Tierra se debe a la energía nuclear que se libera en el proceso del decaimiento radioactivo. Tal vez el campo magnético de la Tierra sea producto de la combinación de las corrientes de convección con los efectos de rotación terrestre. -
Da un ejemplo donde se practique esta propiedad del aluminio de impedir el paso de las ondas electromagnéticas. Cuando hay rayos eléctricos el coche sirve para cubrirse de ellos, La estructura de un coche es metálica. Si nos metemos en el interior del coche, lo que hacemos es meternos en una jaula de Faraday. Si nos metemos en una jaula de Faraday, es como si nos metiéramos en el interior de un conductor, y el campo electromagnético en el interior de un conductor en equilibrio es nulo. Esto quiere decir que el coche al ser conductor de la electricidad, aunque reciba la energía del campo eléctrico generada por un rayo, dentro el campo electromagnético se anula completamente. Esto sucede porque todo el coche queda al mismo potencial (el que sea) y como nosotros estamos dentro, no tenemos diferencia de potencial, que es lo necesario para que se produzca una corriente eléctrica. El coche se ha convertido en una coraza electromagnética. Aun y así, tiene puntos débiles a evitar por la posibilidad de encontrarnos con una desagradable diferencia de potencial: las ventanas y la toma de aire.