Electrotecnia. ENAE0108. Ramón Guerrero Pérez

neutrones son partículas sin ________ alojadas en el __________ del átomo.

       3. La luz de una linterna está producida por...

      1 ... corriente alterna.

      2 ... corriente continua.

      3 ... baterías de corriente alterna.

      4 Las opciones a y c son correctas.

       4. Si una señal de corriente alterna posee una frecuencia de 50 Hz, eso significa...

      1 ... que, como máximo, su intensidad será de 50 A.

      2 ... que la señal puede oscilar 50 veces por minuto.

      3 ... que el 50 % de la energía aportada se transforma en calor.

      4 ... que su magnitud y sentido oscila unas 50 veces al segundo.

       5. Señale si las siguientes oraciones son verdaderas o falsas.

      1 La intensidad es una magnitud eléctrica que indica la cantidad de átomos por unidad de tiempo que fluyen por un conductor.VerdaderoFalso

      2 Un FP de 0,9 indica que se aprovecha un 90 % de la energía suministrada.VerdaderoFalso

      3 La fuerza con la que se repelen dos cargas positivas depende, entre otras cosas, de la distancia a la que se encuentren.VerdaderoFalso

      Capítulo 2

      Magnetismo y electromagnetismo

1. Introducción

      Los primeros fenómenos magnéticos observados fueron relacionados con algunos minerales de hierro, como el imán (variedad de magnetita).

      La aplicación pionera del magnetismo fue la fabricación de la brújula (aguja imantada). El hecho de que una brújula, situada en cualquier parte de la tierra, indique siempre hacia el Norte demuestra que la tierra es un enorme imán cuyos dos polos magnéticos se encuentran muy próximos a los polos geográficos, aunque no son coincidentes.

2. Conceptos y leyes básicas

      Aunque existe una relación muy estrecha entre la electricidad y el magnetismo, es importante tener en cuenta que ambas fuerzas son totalmente distintas. A continuación, se estudiarán los principios básicos que definen al magnetismo, así como a la rama de la física que estudia la relación entre los fenómenos eléctricos y magnéticos: el electromagnetismo.

      2.1. Magnetismo y electromagnetismo

      El magnetismo tiene que ver con las fuerzas de atracción y repulsión que se dan lugar tanto en los imanes como en los materiales ferromagnéticos, mientras que el electromagnetismo estudia los fenómenos magnéticos originados por el paso de la corriente eléctrica.

      Si se tomara un imán y se acercara a diferentes objetos metálicos, se comprobaría que no todos estos metales son atraídos por el imán. Únicamente, los que sean de hierro o acero (el cobalto y el níquel también tienen esta propiedad). A estos materiales se les denomina ferromagnéticos.

       Magnetismo

      El fenómeno del magnetismo fue conocido por los antiguos griegos hace ya más de 2000 años, donde observaron que ciertos materiales (imanes) eran capaces de atraer objetos pequeños de hierro.

      Un imán es un objeto con campo magnético que posee dos partes diferenciadas llamadas polos: polo norte (N) o polo sur (S). Igual que las cargas eléctricas del mismo signo se repelen, si se acercaran dos imanes por un mismo polo se repelerían, mientras que se atraerían al aproximarse por los polos opuestos.

      Existe una diferencia respecto a las cargas eléctricas, ya que los polos magnéticos no existen aislados, es decir, no se pueden dar de forma separada. Esto se traduce en que las líneas de campo magnético son siempre cerradas (del polo norte al polo sur).

      Por ejemplo, si se partiera un imán justo por la línea que separa los polos N y S, no se obtendría un polo N y otro S de forma aislada, sino dos imanes más pequeños cada uno con sus respectivos polos.

       Sabía que...

      El nombre de magnetismo proviene de la provincia griega Magnesia, donde se pueden localizar los yacimientos más importantes de magnetita, un mineral que presenta propiedades magnéticas muy notables.

       Ejemplo

       A continuación, se propone una actividad práctica que ayudará a visualizar la forma que presentan las líneas de campo magnético de un imán. Consiste en colocar, sobre una superficie aislante (madera, papel, etc.), un imán y, a su alrededor, pequeñas limaduras de hierro muy finas. ¿Qué es lo que ocurre?

       SOLUCIÓN

      Inmediatamente, se observa que las limaduras de hierro adoptan una orientación concreta que coincide con la forma de las líneas de campo magnético que genera el imán:

       Imán con limaduras de hierro

      La siguiente imagen representa, de forma aproximada, un esquema de la dirección y sentido que presentan las líneas de campo magnético de un imán. Como se puede comprobar, existen muchas similitudes con la práctica realizada:

       Electromagnetismo

      El electromagnetismo es una rama de la física que estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos de forma unificada.

      Si se espolvorearan limaduras de hierro, por ejemplo, sobre una hoja de papel que es atravesada por un conductor donde circula una corriente eléctrica, se observaría que las limaduras se orientarían circularmente alrededor del conductor:

      Este hecho explica que cuando un conductor es atravesado por una corriente eléctrica genera alrededor un campo magnético. La intensidad del campo magnético generado dependerá directamente de la intensidad de la corriente que circule por el conductor.

      El descubrimiento del electromagnetismo fue un hecho muy importante ya que, gracias a la corriente eléctrica, se conseguirían generar campos magnéticos más intensos que los generados por imanes.

      2.2. Leyes básicas

      Existen algunas leyes básicas que describen, de manera muy singular, algunos aspectos del electromagnetismo. Estas son: Ley de Biot y Savart, Teorema de Ampère y Ley de Fraraday.

       Ley de Biot y Savart

      Jean Baptiste Biot (1774-1862) y el médico Félix Savart (1791-1841) descubrieron, mediante una serie de experimentos, una expresión que permitiría calcular la intensidad del campo magnético generado por un circuito eléctrico.

       Teorema de Ampère

      André Marie Ampère (1755-1835) enunció un teorema que permitiría establecer el valor de la intensidad del campo magnético generada por conductores que presentaran cierta simetría (por la que circularía una corriente eléctrica).