¡Descarga Electricidad y magnetismo: Fundamentos y aplicaciones en la física moderna y más Resúmenes en PDF de Física solo en Docsity!
Desarrollo La electricidad y el magnetismo son dos fenómenos fundamentales en la física que están estrechamente relacionados entre sí. La relación entre la electricidad y el magnetismo está descrita por las leyes del electromagnetismo, principalmente las leyes de Maxwell. Estas leyes establecen que una corriente eléctrica produce un campo magnético a su alrededor, y que un campo magnético variable puede inducir una corriente eléctrica en un conductor cercano. Este fenómeno de inducción electromagnética es la base de muchos dispositivos eléctricos y tecnologías modernas, como los transformadores, los motores eléctricos y los generadores de energía. ¿Qué es la electricidad? La electricidad se refiere al flujo de partículas cargadas, llamadas electrones, a través de un conductor. Esta corriente eléctrica puede ser generada por una variedad de fuentes, como baterías, generadores eléctricos o células solares. La electricidad tiene una serie de propiedades importantes, incluyendo el voltaje (diferencia de potencial eléctrico), la corriente (flujo de carga), la resistencia (oposición al flujo de corriente) y la potencia (energía transferida por unidad de tiempo). La electricidad puede existir como carga estacionaria, conocida como electricidad estática; también puede estar en movimiento y fluyendo, conocida como corriente eléctrica. Las partículas subatómicas tales como los protones y electrones, poseen cargas eléctricas minúsculas. En tiempos relativamente recientes, la humanidad ha aprendido a almacenar el poder de la electricidad. Este poder, y los muchos tipos de circuitos y dispositivos eléctricos que el hombre ha inventado, han transformado el mundo de manera radical. La electricidad también juega un papel importante en el mundo natural, cuando se generan poderosos rayos que producen señales que se desplazan a través de nuestros nervios.
¿Qué es el magnetismo? El magnetismo es la propiedad de ciertos materiales que les permite atraer o repeler otros materiales. Los imanes son objetos que tienen un campo magnético y pueden atraer materiales ferromagnéticos como el hierro, el níquel y el cobalto. El magnetismo también se manifiesta en la Tierra en forma de un campo magnético terrestre que influye en la brújula y en la orientación de ciertos animales migratorios. Electromagnetismo Alterar los campos magnéticos produce radiación electromagnética. Esta energía de movimiento muy rápido ocurre en una forma continua conocidas como espectro electromagnético, que abarca de ondas de radio y microondas a luz ultravioleta, luz visible luz infrarroja, y los potentes rayos X y rayos gamma. Cuando el espectro es separado en sus constituyentes por un espectroscopio, el espectro electromagnético revela mucho sobre objetos distantes tales como las estrellas. Hacemos uso de nuestro conocimiento sobre este tipo de radiación en la construcción de telescopios para ver los cielos, radios para comunicación, y máquinas de rayos X para diagnósticos médicos.
va en direcciones opuestas, como lo indica el símbolo en el extremo del conductor. Una X indica flujo de electrones adentro; un punto indica flujo de electrones hacia fuera. Las líneas magnéticas de fuerza intentan separar los dos conductores porque están en direcciones opuestas. Las flechas indican la dirección de la fuerza magnética. Corrientes opuestas repelen Si uno de los conductores tiene la corriente invertida, entonces las líneas magnéticas de fuerza viajan en las mismas direcciones. Cuando esto ocurre las líneas de fuerza tratan de contraerse y tirar apretadas, tal como lo hicieron con un imán permanente. La fuerza resultante intentará unir los dos conductores. Las corrientes similares atraen Conductores en bucles Si un conductor que transporta una corriente se forma en un bucle, el campo magnético se dispondrá de manera diferente. Formará líneas de fuerza en bucle con un polo norte a un lado del bucle y un polo sur en el otro. Las líneas de flujo magnético se suman entre sí y producen un campo magnético mucho más denso en el centro de la bobina.
Electroimanes Si se coloca una pieza de hierro blando en la bobina y se pasa una corriente a través de la bobina en una dirección, el campo magnético de la bobina hace que los dominios se alineen en el hierro. Esto provoca que se formen polos en el hierro y crea un electroimán, como se muestra: Electroimán La fuerza del electroimán varía con el número de bucles formados, la intensidad de la corriente eléctrica y el tipo de núcleo en el devanado. Debido a que el núcleo de hierro tiene una baja retención magnética, el campo magnético colapsa cuando la corriente deja de fluir. El núcleo de hierro ya no está magnetizado y liberará lo que sea que se esté usando para sujetar o tirar hacia adentro. Motores y generadores eléctricos Los electroimanes son probablemente los más utilizados en motores y generadores. Hemos visto que el magnetismo puede ser causado por la electricidad. Los motores eléctricos utilizan la fuerza de los electroimanes para producir rotación. Por otro lado, la electricidad puede ser producida por magnetismo. Cuando un conductor se mueve a través de un campo magnético o un imán se mueve más allá de un conductor, el movimiento inducirá una tensión en el conductor. La mayor parte de la electricidad se genera de esta manera.
Onda sinusoidal AC Si tarda un segundo en completar el ciclo de A a B, diríamos que la frecuencia es de 1 hertz. La corriente CA de los servicios domésticos se suministra al cliente a 60 hercios, es decir, 60 ciclos por segundo. Fuente de alimentación monofásica La energía eléctrica monofásica se refiere a la distribución de energía eléctrica de corriente alterna utilizando un sistema en el que todos los voltajes del suministro varían al unísono. La distribución monofásica se utiliza cuando las cargas son principalmente de iluminación y calefacción, y con algunos motores eléctricos grandes. La potencia monofásica normalmente comprende una tensión que se transporta entre dos conductores separados. Las dos líneas calientes se llaman Línea 1 y Línea 2. En algunos sistemas, se proporciona un neutro conectado a tierra, a menudo etiquetado como N, que reduce el voltaje referenciado a la mitad. Estos sistemas se encuentran típicamente en aplicaciones residenciales y pequeñas comerciales. Fuente de alimentación de CA trifásica La energía eléctrica trifásica se refiere a un tipo de distribución de energía eléctrica en la que tres o más conductores eléctricos energizados transportan corrientes alternas. Ejemplos de sistemas de energía trifásicos son las aplicaciones industriales y la transmisión de potencia. Las fuentes de alimentación trifásicas se utilizan para alimentar motores grandes y otras cargas pesadas. Un sistema trifásico es generalmente más económico que los sistemas equivalentes monofásicos o bifásicos (una fuente de alimentación poco común) con el mismo voltaje. La potencia trifásica comprende tres voltajes independientes que se transportan en tres conductores separados. Las tres líneas calientes se llaman Línea 1, Línea 2 y Línea 3. La energía trifásica se encuentra típicamente en edificios comerciales e industriales. Conclusión
La electricidad y el magnetismo son dos aspectos esenciales de la física que están intrínsecamente relacionados entre sí y tienen una amplia gama de aplicaciones en la tecnología y la vida cotidiana La sociedad humana moderna hace uso de la electricidad y el magnetismo de muchas maneras. Los generadores en las plantas de energía convierten el vapor en flujo eléctrico, el cual vuelve a convertirse en energía mecánica cuando la corriente llega hasta un motor. Un láser lee la información de un disco compacto, y convierte los patrones microscópicos en sonidos audibles cuando las señales eléctricas llegan hasta las bocinas. Los semiconductores de las computadoras canalizan el flujo de información contenida en pequeñas señales eléctricas, ¡enviando información sobre electricidad y magnetismo (y muchos otros temas) a través de Internet hasta su computador! tanto la electricidad como el magnetismo tienen importantes aplicaciones en una variedad de campos, incluyendo la ingeniería, la medicina, las comunicaciones y la industria. Desde dispositivos simples como imanes de nevera hasta complejos sistemas de resonancia magnética en medicina, la electricidad y el magnetismo están omnipresentes en nuestra vida cotidiana y en el avance de la tecnología moderna. En conclusión, la relación entre la electricidad y el magnetismo es fundamental en la comprensión del funcionamiento del universo y en el desarrollo de tecnologías que han transformado la sociedad moderna. Su estudio continuo sigue siendo crucial para el progreso científico y tecnológico en el futuro. Referencias 3.2: Electricidad y Magnetismo. (2022, October 31). LibreTexts Español; Libretexts. https://espanol.libretexts.org/Vocacional/Tecnolog%C3%ADa_Electr%C3%B3nica/Libro%3A_Comp etencias_de_Fundamentos_El%C3%A9ctricos_(Autoridad_de_Capacitaci%C3%B3n_de_la_Industri a_de_BC)/01%3A_Unidad_I_- _Principios_B%C3%A1sicos_de_Electricidad/03%3A_Electromagnetismo/3.02%3A_Electricidad_y _Magnetismo Electricidad y magnetismo - Ventanas al Universo. (n.d.). Windows2universe.org. Retrieved May 9, 2024, from https://www.windows2universe.org/physical_science/magnetism/sw_e_and_m.html&lang=sp Electromagnetismo. (n.d.). Endesa. Retrieved May 9, 2024, from https://fundacionendesa.org/es/educacion/endesa-educa/recursos/que-es-el-electromagnetismo
