electromagnetismo

1. Equipo: Onda Dinamita
Integrantes: No. de Control:
ORDOÑEZ HERNÁNDEZ GERARDO – 20220981
ROMERO ALONSO RICARDO – 20221283
RODRIGUEZ CEREZO DIEGO ASAEL – 20221325
PEREZ RIVAS JOSÉ MANUEL – 21221536
SALCEDO QUIO OSCAR – 20220570
Materia: AEF 1020
ELECTROMAGNETISMO
PERIODO: Enero – Junio, 2022
Fecha de Entrega: 27/05/2022
TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
Instituto Tecnológico de Puebla
Título de la actividad:
Número de Tarea:
Ensayo Unidad 5
1

2. INTRODUCCIÓN
En este ensayo se hablará sobre el tema de campos magnéticos y los subtemas de
la ley de Faraday y la ley de Lenz. El magnetismo está muy relacionado con la
electricidad. El Electromagnetismo es la parte de la Física que estudia la relación
entre corrientes eléctricas y campos magnéticos. Una carga eléctrica crea a su
alrededor un campo eléctrico. El movimiento de la carga eléctrica produce un campo
magnético. Toda carga eléctrica que se mueve en el entorno de un campo
magnético experimenta una fuerza. Dos cargas eléctricas móviles, no sólo están
sometidas a las fuerzas electrostáticas que se ejercen mutuamente debidas a su
carga, sino que, además entre ellas actúan otras fuerzas electromagnéticas que
dependen de los valores de las cargas y de las velocidades de éstas.
CAMPO MAGNETICO
Un campo magnético es un campo de fuerza creado como consecuencia del
movimiento de cargas eléctricas (flujo de la electricidad). Una barra imantada un
cable que transporta corriente pueden influir en otros materiales magnéticos sin
tocarlos físicamente porque los objetos magnéticos producen un "campo magnético"
. Los campos magnéticos suelen representarse mediante "líneas de campo
magnético “o "líneas de fuerza". En cualquier punto, la dirección del campo
magnético es igual a la dirección de las líneas de fuerza, y la intensidad del campo
es inversamente proporcional al espacio entre las líneas. En el caso de una barra
imantada, las líneas de fuerza salen de un extremo y se curvan para llegar al otro
extremo; estas líneas pueden considerarse como bucles cerrados, con un polo del
bucle dentro del imán y otra fuera. En los extremos del imán, donde las líneas de
fuerza están más próximas, el campo magnético es más intenso; en los lados del
imán, donde las líneas de fuerza están más separadas, el campo magnético es más
débil. Según su forma y su fuerza magnética, los distintos tipos de imán producen
diferentes esquemas de líneas de fuerza. La estructura de las líneas de fuerza
creadas por un imán o por cualquier objeto que genere un campo magnético puede
visualizarse utilizando una brújula o limaduras de hierro. Los imanes tienden a

3. orientarse siguiendo las líneas de campo magnético. Por tanto, una brújula, que es
un pequeño imán que puede rotar libremente, se orientará en la dirección de las
líneas. Marcando la dirección que señala la brújula al colocarla en diferentes puntos
alrededor de la fuente del
campo magnético, puede deducirse el esquema de líneas de fuerza. Igualmente, si
se agitan limaduras de hierro sobre una hoja de papel o un plástico por encima de
un objeto que crea un campo magnético, las limaduras se orientan siguiendo las
líneas de fuerza y permiten así visualizar su estructura. Los campos magnéticos
influyen sobre los materiales magnéticos y sobre las partículas cargadas en
movimiento.
En términos generales, cuando una partícula cargada se desplaza a través de un
campo magnético, experimenta una fuerza que forma ángulos rectos con la
velocidad de la partícula y con la dirección del campo. Como la fuerza siempre es
perpendicular a la velocidad, las partículas se mueven en trayectorias curvas. Los
campos magnéticos se emplean para controlar las trayectorias de partículas
cargadas en dispositivos como los aceleradores de partículas o los espectrógrafos
de masas.
La unidad estándar (SI) para el campo magnético es el Tesla, que se puede ver
desde la parte magnética de la ley de fuerza de Lorentz, Fmagnética = qvB, que está
compuesta de (Newton x segundo)/(Culombio x metro). El Gauss (1 Tesla = 10.000
Gauss) es una unidad de campo magnético más pequeña.

4. ¿CÓMO SE GENERAN LOS CAMPOS MAGNÉTICOS ELEVADOS?
Para generar campos magnéticos elevados se utilizan arrollamientos de hilos de
corriente eléctrica o bien imanes permanentes. Por otro lado, para lograr
campos B≈1T pueden usarse imanes de nueva generación o solenoides vacíos con
alto número de vueltas. Conseguir campos elevados y uniformes en regiones
"grandes" no es sencillo.
Una aplicación los Campos Magnéticos es la Resonancia Magnética en Medicina.
UNIDADES DE INDUCCIÓN O CAMPO MAGNÉTICOS
La unidad de inducción magnética en el Sistema Internacional o MKS se
denomina Tesla.
En el sistema cegesimal o CGS, la unidad de inducción es el Gauss.
En el sistema cegesimal o CGS, la unidad de inducción es el Gauss.
Un Tesla es la inducción de un campo magnético en el que una carga de un
coulomb que se desplaza perpendicularmente a las líneas de fuerzas con una
velocidad de 1 m/seg se ve sometida a una fuerza de un newton.

5. CAMPO MAGNÉTICO DE UN IMÁN
En el espacio que rodea a un imán existe un campo magnético, que es originado
por el movimiento de los electrones alrededor de los núcleos de los átomos y por un
movimiento rotatorio de los electrones sobre sí mismos que recibe el nombre de
spin.
Un imán puede girar libremente en un plano horizontal y se orienta
aproximadamente en la dirección Norte-Sur geográfica. En consecuencias, si un
imán en las condiciones citadas se coloca en una determinada región del espacio y
cambia de posición, orientándose en otra dirección, esto indica que sobre el imán
actúa una fuerza y por consiguiente se ha realizado una interacción. Se dice
entonces que en la región del espacio donde está situado el imán existe un campo
magnético. La dirección del campo magnético es el eje longitudinal del imán y el
sentido, el que va dirigido del polo Sur(S) al polo Norte (N).
LEY DE FARADAY
Para comprender esto cabalmente, va a hacer falta verificar el experimento de
Faraday: una batería aportaba corriente a una bobina pequeña, construyendo un
campo magnético por medio de las espiras de la bobina (cables metálicos enrollados
sobre su propio eje). Una vez que esta bobina se movía dentro y fuera de una más
enorme, su campo magnético (cambiante en la época por el movimiento) generaba
un voltaje en la bobina enorme que podía medirse con un galvanómetro.
De este experimento y la formulación de la ley de Faraday se desprenden varias
conclusiones en relación con la generación de energía eléctrica, que fueron clave
para la Ley de Lenz y para el funcionamiento nuevo de la electricidad.

6. -Historia de la ley de Faraday:
Michael Faraday (1791-1867) fue el creador de ideas centrales en torno a
la electricidad y el magnetismo.
Faraday se entusiasmó enormemente cuando el físico danés Oersted demostró
empíricamente la relación entre la electricidad y el magnetismo en 1820, constatando
que un hilo conductor de corriente podía mover una aguja imantada de una brújula.
Faraday diseñó múltiples experimentos. Por ejemplo, enrolló dos solenoides de
alambre alrededor de un aro de hierro y vio que cuando, por medio de un interruptor,
hacía pasar corriente por uno de los solenoides, una corriente era inducida en el otro.
Faraday atribuyó la aparición de corriente a los cambios del flujo magnético en el
tiempo. En consecuencia, Faraday fue el primero en demostrar la relación entre
campos magnéticos y campos eléctricos, como se desprende de los dos
experimentos descriptos. De hecho, la ecuación de la Ley de Faraday se convirtió en
parte de los enunciados de las leyes de Maxwell.
-Fórmula de la ley de Faraday
La ley de Faraday usualmente se expresa mediante la siguiente fórmula:
FEM (Ɛ) = dϕ/dt
En donde FEM o Ɛ representan la Fuerza Electromotriz inducida (la tensión),
y dϕ/dt es la tasa de variación temporal del flujo magnético ϕ.

7. -Ejemplos de aplicación de la ley de Faraday
Prácticamente toda la tecnología eléctrica se basa en la ley de Faraday,
especialmente lo referido a generadores, transformadores y motores eléctricos.
Por ejemplo, el motor de corriente continua se basó en el aprovechamiento de un
disco de cobre que rotaba entre los extremos de un imán, generando una corriente
continua.
De este principio aparentemente simple se desprende la invención de cosas tan
complejas como un transformador, un generador de corriente alterna, un freno
magnético o una cocina eléctrica.
Generador eléctrico
Los generadores eléctricos convierten una energía cinética rotacional
en electricidad haciendo girar un imán llamado rotor. El rotor gira alrededor de unas
bobinas fijas generando un campo magnético cambiante que induce una corriente
eléctrica.
Dependiendo de la configuración, el generador de corriente puede ser de corriente
continua, alterna o trifásica.
Motor eléctrico
El motor eléctrico funciona de la forma inversa que el generador. En un motor
eléctrico se aplica una corriente a un electroimán que genera un campo magnético.
Este campo interactúa con el imán del rotor haciéndolo girar.
Freno magnético
Un freno magnético funciona conectando un electroimán a un disco metálico.
Para activar el freno, hacemos circular una corriente por el electroimán y lo
activamos. La corriente eléctrica genera un campo magnético sobre el disco. El
campo magnético induce las llamadas corrientes de Foucault por la ley de Faraday.
Las corrientes de Foucault se ven afectadas por el efecto Joule y liberan calor, que
es energía que proviene de la energía cinética del disco. Al reducir la energía
cinética, el disco reduce su velocidad.
Cocinas de inducción
Una cocina de inducción también funciona por la ley de Joule generando corrientes
de Foucault. Se sitúa un imán en espiral debajo de la placa vitrocerámica. Al colocar
un recipiente metálico sobre la placa se activa el imán induciendo las corrientes de
Foucault y, por lo tanto, calor.

8. -Fórmula de la ley de inducción de Faraday
La siguiente fórmula define la relación entre la variación del flujo magnético que
atraviesa una superficie S, que está cerrada por el contorno C y el campo eléctrico a
lo largo del mismo contorno:
donde
• E representa el campo eléctrico.
• B es la densidad de flujo magnético.
• dl es un elemento infinitesimal del contorno C.
• dA es el elemento diferencial de la superficie S.
Con la regla de la mano derecha podemos saber las direcciones de los contornos C y
de dA.
En el caso de una bobina inductora con N vueltas del hilo eléctrico hace N vueltas
tenemos la siguiente fórmula:
Donde:
• ε es la fuerza electromotriz (fem) inducida
• dΦ / dt es la tasa de cambio a lo largo del tiempo del flujo magnético Φ.
El signo negativo de la fórmula y la dirección de la fuerza electromotriz fueron
introducidos por la ley de Lenz.
La ley de inducción de Faraday fue la última ley en añadirse a las ecuaciones de
Maxwell.

9. La ley de inducción electromagnética de Faraday indica que la tensión inducida en un
circuito cerrado es directamente proporcional a la velocidad con que varía el flujo
magnético que cruza una superficie cualquiera con el circuito como borde.
-La ley de Lenz
Esta ley proviene de la aplicación del principio de conservación de la energía a la
inducción electromagnética, lo que permite obtener la conclusión de que la FEM
producida por un flujo magnético cambiante (ley de Faraday), genera una corriente
con una dirección que se opone a la variación del flujo que la produce.
Esto se traduce, en términos matemáticos, en la añadidura a la ley de Faraday de un
signo negativo, quedando formulada de esta manera:
FEM (Ɛ) = -(dϕ/dt)
Esta ley es fundamental para determinar y controlar la dirección en la que se
desplaza el flujo eléctrico de un circuito. Su nombre se debe a que el científico
alemán Heinrich Lenz la formuló en 1834.
Esta ley se basa en la ley de inducción de Faraday que establece que cuando se
conecta un campo magnético variable a una bobina, se induce una fuerza
electromotriz (voltaje inducido) en él. Dicho de otra forma: la magnitud de la fuerza
electromotriz inducida en el circuito es proporcional a la variación del cambio de flujo.
La ley es una consecuencia al principio de conservación de la energía (la energía no
se puede crear ni destruir) y a la tercera ley de Newton (siempre hay una reacción
igual y de sentido contrario a cada acción).

10. -Fórmula de la ley de lenz
El flujo generado por un campo magnético uniforme al pasar a través de un circuito
plano se puede calcular con la siguiente fórmula:
Φ=B · S · cos(α)
donde
• Φ es el flujo magnético expresado en Wb.
• B es la inducción magnética expresada en T.
• S es la superficie plana del conductor.
• α es el ángulo formado por la dirección del campo y la superficie del
conductor.
Aplicaciones de la ley de Lenz
• Esta ley indica que el cambio en el flujo y la tensión inducida tienen signos
opuestos. En la ley de Faraday se puede hacer una interpretación física de la
elección del signo
• Generadores y motores eléctricos: cuando se induce una corriente en
un generador eléctrico, la dirección de esta corriente inducida es tal que se
opone y hace que el generador gire. Esto significa que el generador necesita
más energía mecánica. en el caso de los motores. En el caso de los motores
eléctricos sucede lo mismo, pero en el sentido contrario.
• En placas de inducción y frenos electromagnéticos.
• Para comprender el concepto de almacenamiento de energía magnética en un
inductor: Al conectar una fem a través de una bobina, genera una corriente

11. eléctrica a través de ella y aparece una fem trasera se opone a la causa que la
produce. La fuente externa tiene que realizar un trabajo para superar los
elementos que se opongan a la variación de flujo. Este trabajo se puede
realizar mediante la fem que se almacena en el inductor.
Bibliografía:
https://www.bbc.com/mundo/noticias/2016/04/160421_vert_ciencia_podemos_sentir_
campos_magneticos_yv
https://www.who.int/es/news-room/questions-and-answers/item/electromagnetic-fields
https://www.cec.uchile.cl/cinetica/pcordero/todos/EM_E.pdf
http://faii.industriales.upm.es/docencia/asignaturas/Electromagnetismo/Indu%20-
%20Guion.pdf
Power Point electromagnetismo unidad V.