CAMPO MAGNETICO

EXPERIMENTO DE OERSTED

“Toda corriente eléctrica o carga eléctrica en movimiento crea a su alrededor un campo magnético”.

Oersted, colocó la aguja de una brújula cerca de un alambre por donde no circulaba corriente, como era de esperar la aguja se orientó en la dirección Norte – Sur. Al cerrar el circuito se produjo circulación de corriente eléctrica a través del alambre y como consecuencia la aguja de la brújula giró hasta situarse perpendicularmente al conductor.
De esta manera, Oersted establecía la relación entre la electricidad y el magnetismo, originando de este modo el electromagnetismo.

CAMPO MAGNÉTICO (B) DE UNA CORRIENTE RECTILÍNEA
Toda corriente eléctrica rectilínea genera un campo magnético, el cual puede ser representado mediante líneas de fuerza que son circunferencia concéntricas al conductor situados en un plano perpendicular a la acción de la corriente. El sentido de la línea de la fuerza se determina mediante la siguiente regla:
“Se toma el conductor” con la mano derecha de modo que el pulgar extendido señale el sentido de corriente, el giro que hacen los dedos al tomar el conductor tiene el mismo sentido que las líneas de inducción.

CAMPO MAGNÉTICO (B) SOBRE UN PUNTO DEL EJE DE LA ESPIRA

CAMPO MAGNÉTICO (B) DE UN SOLENOIDE
Es aquel conjunto de espiras enrollados; si por él circula corriente eléctrica, éste genera en el interior del solenoide un campo magnético constante, mientras que en el exterior este campo es pequeño.
Si el número de espiras es grande y estas se encuentran apretadas entre sí, el campo es homogéneo en todos los puntos, siempre que su longitud sea mucho mayor que el diámetro de las espiras. Una aplicación directa de un solenoide es el ELECTROIMÁN.

http://youtu.be/4V7Axqq2mpI

MAGNETISMO

Las fuerzas características de los imanes se denominan fuerzas magnéticas. El desarrollo de la física amplió el tipo de objetos que sufren y ejercen fuerza magnéticas. Las corrientes eléctricas y, en general, las cargas en movimiento se comportan como imanes, es decir, producen campos magnéticos.

IMANES

Polos magnéticos
El estudio del comportamiento de los imanes pone de manifiesto la existencia en cualquier imán de dos zonas extremas o polos en donde la acción magnética es más intensa.
Para distinguir los dos polos de un imán se les denomina polo norte y polo sur, esto sucede en todos los imanes, independientemente de la forma que tenga.

Las experiencias con imanes ponen de manifiesto que polos del mismo tipo (N-N y SS) se repelen y polos de distinto tipo (N-S y S-N) se atraen.

Polos magnéticos y polos geográficos
Esta referencia geográfica está relacionada con el hecho de que la Tierra se comporte como un gran imán.
Las experiencias con brújulas indican que los polos del imán terrestre se encuentran próximos a los polos Sur y Norte geográficos respectivamente. Por tal motivo, el polo de la brújula que se orienta hacia el Norte terrestre se denomina polo Norte y el opuesto constituye el polo Sur. Tal distinción entre polos magnéticos se puede extender a cualquier tipo de imanes.

Imposibilidad de aislar los polos de un imán

Otra propiedad característica del comportamiento de los imanes consiste en la imposibilidad de aislar sus polos magnéticos. Así, si se corta un imán recto en dos mitades se reproducen otros dos imanes con sus respectivos polos norte y sur. Y lo mismo sucederá si se repite el procedimiento nuevamente con cada uno de ellos.

Dirección de la fuerza magnética que actúa sobre una carga que se mueve en un campo magnético
Un imán ordinario sólo ejerce fuerzas magnéticas sobre cierto tipo de materiales, en particular sobre el hierro.
Las fuerzas magnéticas son fuerzas de acción a distancia, es decir, se producen sin que exista contacto físico entre los dos imanes.




http://youtu.be/cFots_wnThM

LEYES DE KIRCHHOFF

Primera Ley de Kirchhoff

Esta ley es una expresión de balance energético aplicado en un punto de la red eléctrica, las expresiones resultantes de su aplicación constituyen las ecuaciones de nodo de la red.

Esta ley nos dice que la suma de todas las corrientes que llegan a un nodo en un instante dado, debe ser igual a la suma de todas las que salen en ese mismo instante. Si no fuera así tendríamos un excedente de corriente en alguno de los sentidos; su integral en el tiempo nos determinaría una cantidad de carga eléctrica que se acumularía en, o que saldría de, el nodo bajo análisis. Diríamos entonces que ese nodo es un sumidero o una fuente de cargas, lo que se opone al concepto de conservación de la energía.

Para evaluar esta ley es importante indicar si cada corriente en particular entra o sale; la mejor forma, tal como haríamos en un balance contable, es indicar con un signo positivo las que entran (o las que salen), y con el negativo las que salen (o las que entran), de esta manera el balance estará dado por la suma algebráica de todas ellas. El signo del resultado, junto con la convención elegida para el caso nos dirá si el desbalance es en el sentido de las que entran o de las que salen.

donde las ij son las corrientes que concurren al nodo con un signo que nos indica si entra o sale, sin importar la correspondencia con positivo y negativo, y n es el número total de corrientes.

Segunda ley de Kirchhoff

Esta segunda ley se refiere también a un balance pero referido no a un punto de la red sino a la circulación por un camino cerrado dentro de ella, es decir se refiere a una malla y a las tensiones que se desarrollan en ella, sus expresiones constituyen las ecuaciones de malla de la red.
Nos indica que, en una red con las mismas características indicadas para la primera ley, la suma de todas las tensiones (diferencias de potencial) que encontramos al recorrer una red partiendo de un punto y volviendo al mismo, debe estar compensada. Es decir que la diferencia de potencial en una malla debe ser cero.
Para evaluar esta ley debemos establecer un par de convenciones que pueden ser elegidas arbitrariamente en cada caso en particular. Una es el sentido con el cual recorreremos la malla partiendo de un nodo dado y volviendo al mismo, y la otra es como se evaluarán las tensiones que vayamos encontrando. En este caso podemos asumir que el signo positivo será aplicado cuando la tensión analizada aumenta el potencial que llevamos, es decir que encontramos primero (en el sentido del recorrido) el terminal negativo de la tensión; o bien el contrario. El cambio de cualesquiera nos dará como resultado una ecuación con todos los signos cambiados pero igualmente válida.
En resumen la Segunda Ley de Kirchhoff quedará expresada como:

http://youtu.be/nZRj8hn-QEg

http://youtu.be/phkdZhCxz3U

ELECTRODINAMICA

La electrodinámica es la parte preponderante de la electricidad que se encarga de estudiar el movimiento de los portadores de carga y los fenómenos eléctricos producidos por el traslado de las cargas eléctricas a través de los conductores.

CORRIENTE ELÉCTRICA
Se entiende por corriente eléctrica al flujo ordenado de portadores de carga (electrones, iones negativos y positivos), las cuales se mueven debido a la existencia de un campo eléctrico, que se manifiesta debido a una diferencia de potencia en los extremos del electrón.
I=Q /t
donde Q esta en Coulomb, t en segundos e I en Amperio (A)
En los metales: Q = n e donde e es la carga del electrón y n es el número de electrones que pasan por la sección del conductor.
El sentido de la corriente es el de las cargas positivas, aunque los electrones son los que se mueven.

RESISTENCIA ELÉCTRICA (R)
Es una propiedad de los cuerpos conductores que dependen del material con que está elaborado el conductor.

Se entiende por resistencia eléctrica a la oposición que ejerce el cuerpo al paso de los portadores de carga.
Unidad es el OHMIO (ohm)

LEY DE POULLIET
La resistencia que ejerce un cuerpo conductor es directamente proporcional al área de la sección recta del conductor, siendo el factor de proporcionalidad la resistividad (rho)

LEY DE OHM
La intensidad de corriente que circula a través de un cuerpo conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial, siendo el factor de proporcionalidad, la resistencia del conductor.
V = I R





http://youtu.be/RyZxOWlNowQ

ENERGIA DE CONDENSADORES

Para calcular la
energía almacenada en el capacitor hay 3 fórmulas:

CAPACITORES EN SERIE
El condensador equivalente, para que produzca los mismos efectos en el circuito que los que
produce la asociación, tendrá que almacenar una carga q (la misma que desplazó la fuente para cargar los dos condensadores de la asociación) y estar sometido a la tensión total ΔV, por lo que para dicho condensador equivalente se cumple:

CAPACITORES EN PARALELO

Para la conexión el paralelo, la capacidad total es la suma las capacidades. Otra vez la fórmula queda al revés que la de las resistencias.

CONDENSADORES

Un capacitor es un componente electrónico que almacena energía. En términos simples, un capacitor puede verse como una batería muy pequeña y de baja capacidad.

Un capacitor consta de dos partes principales. La primera es un par de placas metálicas.
Estas placas metálicas se encuentran separadas unas fracciones de milímetro, y cada una va conectada a una terminal diferente del circuito (o sea, una placa es positiva y otra negativa). Entre estas dos placas hay un material no conductor, que se llama dieléctrico. El dieléctrico evita el paso de corriente entre una placa y otra.
Cuando se conecta un capacitor a una fuente, la corriente trata de pasar de una placa a otra, pero encuentra el paso bloqueado por el dieléctrico. En este momento se comienza a formar un campo eléctrico entre las placas, que almacena la energía suministrada. Cuando el campo eléctrico se estabiliza, se dice que el capacitor está cargado y ya no consume más corriente.
En este momento el capacitor puede actuar como una batería: si se conecta a una resistencia, la energía que tiene almacenada se descarga a través de la resistencia. Esta descarga dura solo unas fracciones de segundo, dada la baja capacidad que tienen los capacitores.
Los capacitores deben ser tratados con igual cuidado que una batería, ya que pueden almacenar y descargar energía de la misma forma. Existen capacitores de muy alto voltaje, que pueden almacenar una carga breve, pero lo suficientemente intensa para matar al descuidado que toque sus terminales!
Los capacitores se clasifican de acuerdo con el material que usen como dieléctrico. Existen algunos materiales que funcionan mejor que otros, materiales que funcionan solo con corriente alterna, materiales de corriente directa, etc. De los capacitores usados en radios, la gran mayoría son cerámicos o electrolíticos.
Los capacitores electrolíticos son polarizados, lo cual significa que en un circuito de corriente directa siempre debe conectarse su terminal negativa a la terminal negativa de la fuente. También existen capacitores de mica plateada, de poliestireno, de policarbonato, o incluso capacitores al vacío.

http://youtu.be/JyBaQypRvII