el mejor

1. UNIDAD 1 ELECTRICIDAD
1.1 Electrostática
1.1.1 Antecedentes historicos
1.1.2 Carga electrica y sus unidades
1.1.3 Formas de electrizar los cuerpos
1.1.4 Ley de Coulomb
1.1.5 Campo electrico
1.1.6 Intensidad del campo electrico
1.1.7 Potencial electrico
1.1.8 Energia potencial Electrico
1.1.9 Diferencia de potencial
1.2 Electrodinamica
1.2.1 Corriente electrica
1.2.2 Intensidad de la corriente electrica
1.2.3 Fuerza electro motriz
1.2.4 Resistencia electrica
1.2.5 Resistividad
1.2.6 Variacion de la recistencia a temperatura
1.2.7Ley de Ohm
1.2.8 Circuitos en serie, paralelo y mixto
1.1 Electrostatica
La electrostática es la rama de la Física que estudia los efectos mutuos que se
producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir,
el estudio de las cargas eléctricas en equilibrio, sabiendo que las cargas
puntuales son cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables frente a
otras dimensiones del problema. La carga eléctrica es la propiedad de la materia
responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma
de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen.
1.1.1 Antecedentes historicos
La primer persona que observo fenomenos de este tipo due Tales de Mileto,
siglo VI A.C. Tales froto una barra de ambar con una piel y observo que esta
atria objetos ligeros de peso. Ya que el pensaba que el iman y el ambar tenian
alma.
La palabra electricidad fue introducida por el ingles Gilbert de Colchester, en el

2. siglo XVI, ya que fue el primero en estudiar y anilazar este tipo de fenomenos.
Ademas, fue el primero en utilizar los terminos atraccion electrica, fuerza
electrica y polo de un iman.
Benjamil Franklin creia que todos los cuerpos tenian determinada cantidad de
fluido electrico que les servia para estar en un estado neutro, y postulo que
cuando dos cuerpos frotaban un cuerpo perdia fluido y otro lo ganaba, el que
perdia fluido quedaba cargado negativamente y el que lo ganaba positivo.
En 1745 se construyeron los primeros elementos de acumulación de cargas, los
condensadores, llamados incorrectamente por anglicismo capacitores,
desarrollados en la Universidad de Leyden (hoy Leiden) por Ewald Jürgen Von
Kleist y Pieter Van Musschenbroeck. Estos instrumentos, inicialmente
denominados botellas de Leyden, fueron utilizados como curiosidad científica
durante gran parte del siglo XVIII. En esta época se construyeron diferentes
instrumentos para acumular cargas eléctricas, en general variantes de la botella
de Leyden, y otros para manifestar sus propiedades, como los electroscopios.
En 1767, Joseph Priestley publicó su obra The History and Present State of
Electricity sobre la historia de la electricidad hasta esa fecha. Este libro sería
durante un siglo el referente para el estudio de la electricidad. En él, Priestley
anuncia también alguno de sus propios descubrimientos, como la conductividad
del carbón. Hasta entonces se pensaba que sólo el agua y los metales podían
conducir la electricidad.2
En 1785 el físico francés Charles Coulomb publicó un tratado en el que se
describían por primera vez cuantitativamente las fuerzas eléctricas, se
formulaban las leyes de atracción y repulsión de cargas eléctricas estáticas y se
usaba la balanza de torsión para realizar mediciones. En su honor, el conjunto
de estas leyes se conoce con el nombre de ley de Coulomb. Esta ley, junto con
una elaboración matemática más profunda a través del teorema de Gauss y la
derivación de los conceptos de campo eléctrico y potencial eléctrico, describe la
casi totalidad de los fenómenos electrostáticos.
Durante todo el siglo posterior se sucedieron avances significativos en el estudio
de la electricidad, como los fenómenos eléctricos dinámicos producidos por
cargas en movimiento en el interior de un material conductor. Finalmente, en
1864 el físico escocés James Clerk Maxwell unificó las leyes de la electricidad y
el magnetismo en un conjunto reducido de leyes matemáticas.

3. 1.1.2 Carga electrica y sus unidades
Toda materia esta formada por particulas llamadas: electrones, protones y
neutrones; los protones tienen carga positiva, los neutrones carga neutra y los
protones carga negativa.
Unidades.
Para medir la cantidad de carga electrica que un cuerpo posee, se ultilizan
diferenetes unidades de medida.
1 Coulomb= 6.24x10(18) electrones en el si
1 Electron= -1.6x10(-19) C
1 proton= 1.6x10(-19) C
Existen tambien multiplos y submultiplos de Coulomb, de acuerdo a las
necesidades:
1 MegaCoulomb (MC) 1x10(6) C
1 Milicoulomb (mC) 1x10(-3)C
1 Microcoulomb (uC) 1x10(-6) C
1 NanoCoulomb (nC) 1x10(-9)C
1.1.3 Formas de electrizar los cuerpos.
Los electrones se electrizan al perder o ganar electrones. Si un cuerpo posee
carga positiva, esto no significa exceso de protones, pues no tienen facilidad de
movimiento como los ectrones.
FROTAMIENTO.
Los cuerpos se electrizan por frotamiento producen pequeñas chispas electricas,
como sucede cuando despues de caminar por una alfombra se toca un objeto
metalico.
CONTACTO
Este fenomeno se origina cuando un cuerpo saturado de electrones cede
algunos a otro cuerpo con el cual tiene contacto. Pero si un cuerpo carente de
electrones, o con carga positiva, se une contro atraera parte de los electrones
INDUCCION
es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o
tensión) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien

4. en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando
dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida.
1.1.4 Ley de Coulomb
establece cómo es la fuerza entre dos cargas eléctricas puntuales, constituye el
punto de partida de la Electrostática como ciencia cuantitativa.
Fue descubierta por Priestley en 1766, y redescubierta por Cavendish pocos
años después, pero fue Coulomb en 1785 quien la sometió a ensayos
experimentales directos.
Entendemos por carga puntual una carga eléctrica localizada en un punto
geométrico del espacio. Evidentemente, una carga puntual no existe, es una
idealización, pero constituye una buena aproximación cuando estamos
estudiando la interacción entre cuerpos cargados eléctricamente cuyas
dimensiones son muy pequeñas en comparación con la distancia que existen
entre ellos.
La Ley de Coulomb dice que "la fuerza electrostática entre dos cargas puntuales
es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia que las separa, y tiene la dirección de la línea que las
une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si
son de signo contrario".
Formula: F=K q1q2
r2
donde:
F: fuerza de atraccion de las 2 cargas en Newton(N)
r: separacion de las cargas en( m)
q1 y q2: Cargas puntuales en coulomb (C)
K: constante que proporciona en el SI es 9x10(9) Nm2
/C2
1.1.5 Campo electrico
Una carga eléctrica se encuentra siempre rodeada por un campo eléctrico. Las
cargas de diferente signo se atraen y las del mismo signo se rechazan, aun
cuando se encuentren separadas. Esto quiere decir que las cargas eléctricas
influyen sobre la región que está a su alrededor; y esa región de influencia
recibe el nombre de campo eléctrico. El campo eléctrico es invisible , pero su
fuerza ejerce acciones sobre los cuerpos cargados y por ello es fácil de detectar
su presencia, así como medir su intensidad.

5. El electrón y todos los cuerpos electrizados tienen a su alrededor un campo
eléctrico cuya fuerza se manifiesta sobre cualquier carga que se encuentra cerca
de su zona de influencia. El campo eléctrico es inherente a la naturaleza del
electrón e independiente de sus movimientos.
El campo eléctrico fue una propuesta que surgió en el siglo XIX para explicar el
comportamiento y naturaleza eléctrica. Surge del concepto de líneas de campo
propuestas por Michael Faraday.
1.1.6 Intensidad del campo electrico
La Intensidad del Campo Eléctrico
donde:
E= Intensidad de campo electrico (N/C)
F= Fuerza sobre la carga de prueba (N)
q= valor de la carga de prueba (C)
1.1.7 Potencial electrico
El potencial eléctrico o potencial electrostático en un punto, es el trabajo que
debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva desde
dicho punto hasta el punto de referencia,1 dividido por unidad de carga de
prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa
para traer una carga positiva unitaria q desde el punto de referencia hasta el

6. punto considerado en contra de la fuerza eléctrica a velocidad constante.
Matemáticamente se expresa por:
V= T
q
donde
V=potencial electrico en el punto considerado medido en volts
T=trabajo realizado en Jouls
q= carga electrica en (C)
1.1.8 Energia potencial Electrico
Cuando una persona mueve un objeto de una posicion a otra posicion utiliza una
fuerza en una determinada distancia este fenomeno se le conoce como y se
calcula multiplicando la fuerza por la distancia. Cuando una carga electrica (Q)
desplaza la otra carga (Q) de un punto A a un punto B hace su desgaste de
energia , para calcular esta energia utilizamos la expresion donde:
EPE: Energia Potencial Electrica en (J)
EPE= K q1q2
d
1.1.9 Diferencia de potencial
1.2 Electrodinamica
La otra parte de la Física encargada del estudio de las cargas eléctricas en
movimiento dentro de un conductor, recibe el nombre de electrodinámica. La
corriente eléctrica es un movimiento de las cargas negativas a través de un

7. conductor: Como los protones están fuertemente unidos al núcleo del átomo,
son los electrones los que en realidad tienen la libertad de moverse. Por ello, en
general, se puede decir que la corriente eléctrica se origina por el movimiento o
flujo electrónico a través del conductor, el cual se produce debido a que existe
una diferencia de potencial y los electrones circulan de una terminal negativa a
otra positiva.
1.2.1 Corriente electrica
es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material. 1 Se
debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del
material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios
sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica,
puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético,
un fenómeno que puede aprovecharse en el electroimán.
El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el
galvanómetro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en
serie con el conductor cuya intensidad se desea medir.
1.2.2 Intensidad de la corriente electrica
es la cantidad de carga electrica que pasa por cada seccion de un conductor en
un segundo, por tanto:
I= q_
t
donde:
I= intensidad de la corriente electrica en C/s = A= Ampere
q= carga electrica que pasa por cada seccion de un conductor de coulomb (C)
t= tiempo que tarda en pasar (s)

8. 1.2.3 Fuerza electro motriz
La fuerza electromotriz (fem), mide la cantidad de energia que proprciona un
elemento generador de corriente electrica, por tanto, la fuerza electromotriz
aplicada en un circuito es igual a la energia suministrada para que la unidad de
carga recorra el circuito completo.
E= T
q
Donde:
E=fuerza electromotriz( fem) en volts (V)
T=trabajo realizado para que la carga recorra todo el circuito en Jouls (J)
q=carga que recorre en circuito en (C)
1.2.4 Resistencia electrica
Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por
un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de
las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado
a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la
circulación de la corriente eléctrica.
1.2.6 Variacion de la recistencia a temperatura
A.- Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece baja
resistencia.
B.- Electrones fluyendo por un mal conductor. eléctrico, que ofrece alta
resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos contra otros al no
poder circular libremente y, como consecuencia, generan calor.
Normalmente los electrones tratan de circular por el circuito eléctrico de una
forma más o menos organizada, de acuerdo con la resistencia que encuentren a
su paso. Mientras menor sea esa resistencia, mayor será el orden existente en
el micromundo de los electrones; pero cuando la resistencia es elevada,

9. comienzan a chocar unos con otros y a liberar energía en forma de calor. Esa
situación hace que siempre se eleve algo la temperatura del conductor y que,
además, adquiera valores más altos en el punto donde los electrones
encuentren una mayor resistencia a su paso.
1.2.7Ley de Ohm
George Simón Ohm, fisico y profesor alemán, utilizo instrumentos de medicion
bastante confiables en sus experimentos y observo que si aumenta la diferencia
de potencial en un circuito, mayor es la intensidad de la corriente electrica;
tambien comprobo que al aumentar la recistencia del conductor, disminuye la
intensidad de la corriente electrica.
Esta ley se expresa de la siguiente manera:
I= V
R por lo tanto V= IR
donde:
V= Diferencia de potencial aplicado a los extremos del conductor, en volt (V)
R= resistencia del conductor, en ohms (Ω)
I= Intensidad de la corriente que circula por el conductor, en Ampere (A)
1.2.8 Circuitos en serie, paralelo y mixto
Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales
como resistencias, inductores, condensadores, fuentes, interruptores y
semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos
que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores,
inductores) y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables)
pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento
en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes
electrónicos es denominado un circuito electrónico. Estas redes son
generalmente no lineales y requieren diseños y herramientas de análisis mucho
más complejos.
circuito cerrado

10. circuito abierto
Circuitos de resistencia en serie:
Al conocer varias recistencias en serie es posible sustituir éstas por una
resistencia equivalente, cuyo valor esta determinado por la ecuacion sigueinte:
Re= R1+R2+R3....+Rn
Donde:
Re= resistencia equivalente
R1+R2+R3....+Rn= valor de las recistencias conectadas en serie
Circuitos de resistencias en paralelo
1 = 1 + 1 + ... 1
Re R1 R2 Rn
Donde:
1 = resistencia equivalante
Re
1 + 1 + ... 1 = valor de las resistencias conectadas en paraleo
R1 R2 Rn
Circuito mixto
Es una combinacion de elementos tanto en serie como en paralelo. Para la
solucion de estos problemas se trata de resolver primero todos los elemtos que
se encuentran en serie y en parelo para finalmente reducir a la 1 circuito puro,

11. bien sea en serie o paralelo.
UNIDAD 2 Magnetismo y electromagnetismo
2.1 Magnetismo
2.1.1 Definicion y antecedentes
2.1.2 Propiedades de los imanes
2.1.3 Campo magnetico y linea de fuerzas
2.1.4 Materiales magneticos
2.1.5 Intensidad de flujo magnetico
2.1.6 Teorias del magnetismo
2.1.7 Magnetismos terrestres y sus efectos
2.2 Electromagnetismo
2.2.1 Definicion y antecedentes
2.2.2 Campo magnetico producido por una corriente
2.2.3 Fuerzas sobre cargas en movimiento
2.2.4 Fuerza magnetica
2.2.5 Induccion electromagnetica y aplicaciones
2.2.6 Leyes de electromagnetismo
2.1 Magnetismo
2.1.1 Definicion y antecedentes
El magnetismo o energía magnética es un fenómeno físico por el cual los
objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay
algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas
detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que
comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influidos,
de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.
El magnetismo se da particularmente en los cables de electromatización. Líneas
de fuerza magnéticas de un imán de barra, producidas por limaduras de hierro
sobre papel.

12. El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmente
como uno de los 2 componentes de la radiación electromagnética, como por
ejemplo, la luz.
Antecedentes
El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue Tales de Mileto,
filósofo griego que vivió entre 625 a. C. y 545 a. C.1 En China, la primera
referencia a este fenómeno se encuentra en un manuscrito del siglo IV a. C.
titulado Libro del amo del valle del diablo: «La magnetita atrae al hierro hacia sí o
es atraída por éste».2 La primera mención sobre la atracción de una aguja
aparece en un trabajo realizado entre los años 20 y 100 de nuestra era: «La
magnetita atrae a la aguja».
El científico Shen Kua (1031-1095) escribió sobre la brújula de aguja magnética
y mejoró la precisión en la navegación empleando el concepto astronómico del
norte absoluto. Hacia el siglo XII los chinos ya habían desarrollado la técnica lo
suficiente como para utilizar la brújula para mejorar la navegación. Alexander
Neckham fue el primer europeo en conseguir desarrollar esta técnica en 1187.
2.1.2 Propiedades de los imanes
1.Los imanes atraen algunas sustancias llamadas sustancias magneticas como
el acero y el hierro en cambio no atraen a otras como la arena el cobre y la
madera
Los imanes tiene dos polos llamados norte y sur los
Polos del mismo nombre se repelen y de distinto se atraen.
2. Si se aproxima una varilla de hierro a un imán se induce y adquiere
propiedades magnéticas.
3. Con el calor se pierden las propiedades magnéticas.
4. La fuerza ejercida por un polo magnético sobre otro varía de forma
inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.
5. Si el imán tiene forma de varilla y se parte, cada trozo se convierte en un
nuevo imán.
Los imanes poseen dos zonas en las que se concentra la fuerza que ejercen,
estas zonas son los extremos del imán y reciben el nombre de polos
magnéticos, norte y sur. Los polos del mismo nombre se repelen y los polos
opuestos se atraen. Compruébalo.

13. Los polos de un imán no se pueden aislar, es decir, si partes por la mitad un
imán, obtienes dos imanes, cada uno con su polo norte y polo sur respectivo. La
tierra es un imán natural, el polo Norte geográfico es un polo sur magnético y el
polos Sur geográfico es un polo norte magnético; en esta propiedad está basado
el funcionamiento de la brújula.
Un imán puede perder su imantación de dos formas:
-aplicando el frotamiento en sentido contrario o invirtiendo el sentido de la
corriente, según sea el método que se usó para imanarlo.
-aplicándole calor.
2.1.3 Campo magnetico y linea de fuerzas
Un campo magnético es una descripción matemática de la influencia magnética
de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo magnético
en cualquier punto está especificado por dos valores, la dirección y la magnitud;
de tal forma que es un campo vectorial. Específicamente, el campo magnético
es un vector axial, como lo son los momentos mecánicos y los campos
rotacionales. El campo magnético es más comúnmente definido en términos de
la fuerza de Lorentz ejercida en cargas eléctricas. Campo magnético puede
referirse a dos separados pero muy relacionados símbolos B y H.
Los campos magnéticos son producidos por cualquier carga eléctrica en
movimiento y el momento magnético intrínseco de las partículas elementales
asociadas con una propiedad cuántica fundamental, su espín. En la relatividad
especial, campos eléctricos y magnéticos son dos aspectos interrelacionados de
un objeto, llamado el tensor electromagnético. Las fuerzas magnéticas dan
información sobre la carga que lleva un material a través del efecto Hall. La
interacción de los campos magnéticos en dispositivos eléctricos tales como
transformadores es estudiada en la disciplina de circuitos magnéticos.
Lineas de fuerza
Una línea de fuerza o línea de flujo, normalmente en el contexto del
electromagnetismo, es la curva cuya tangente proporciona la dirección del
campo en ese punto. Como resultado, también es perpendicular a las líneas

14. equipotenciales en la dirección convencional de mayor a menor potencial.
Suponen una forma útil de esquematizar gráficamente un campo, aunque son
imaginarias y no tienen presencia física.
2.1.4 Materiales magneticos
Materiales Magnéticos Existen unos cuantos materiales que son magnéticos de
forma natural, o que tienen el potencial de convertirse en imanes. Algunos de
estos materiales son:
hierro
hematita
magnetita
gases ionizados, (como el material del que están hechas las estrellas )
Se puede hacer un imán para atraer objetos que contengan material magnético,
como el hierro, aunque este no esté magnetizado. Pero no se puede hacer un
imán para atraer materiales plásticos, de algodón o de cualquier otro material,
como roca de silicato, pues estos no son materiales magnéticos.
2.1.5 Intensidad de flujo magnetico
El flujo magnético (representado por la letra griega fi Φ), es una medida de la
cantidad de magnetismo, y se calcula a partir del campo magnético, la superficie
sobre la cual actúa y el ángulo de incidencia formado entre las líneas de campo
magnético y los diferentes elementos de dicha superficie. La unidad de flujo
magnético en el Sistema Internacional de Unidades es el weber y se designa por
Wb (motivo por el cual se conocen como weberímetros los aparatos empleados
para medir el flujo magnético). En el sistema cegesimal se utiliza el maxwell (1
weber =108 maxwells).

15. Donde:
B= densidad del flujo magnetico, se mide en weber/metro cuadrado ( Wb/ m2)
A= area donde actua el flujo magnetico en (m2
)
Φ= flujo magnetico, su unidad es el weber ( Wb)
2.1.6 Teorias del magnetismo
Teoría de Weber:
El magnetismo según Max Weber se debe a imanes moleculares, pues decía
que un imán se puede partir indefinidamente y cualquiera de las partes continua
siendo un imán e incluso en tal partición se puede llegar a la molécula del imán y
ésta conserva sus polos magnéticos, como característica fundamental de los
mismos.
Esta teoría establece también que el proceso de imantación de cualquier
material ferromagnético consiste en alinear los imanes moleculares en filetes
magnéticos, que antes de la imantación tenían direcciones aleatorias cada uno.
En los extremos de los filetes se localizan los polos formados, tal como se
muestra enseguida.
Teoria de Ewing:
Basado en experimentos, Ewing considera que los dipolos magnéticos
moleculares no eran, propiamente, los que se movían orientándose al
magnetizar un material ferromagnético; sino que, en los materiales se formaban
grupos de átomos con el mismo momento magnético del orden de 1017 a 1021
átomos localizados en regiones limitadas por otros grupos con momentos
magnéticos diferentes; y que, al magnetizar un material los grupos se
agrandaban y orientaban con el mismo campo que los inducía para magnetizar
el material. A estas regiones se les denomina dominios magnéticos y son del
tamaño de una partícula de polvo.
Teoría de Ampere:
La teoría de Ampere es parecida a la de Weber solo que menciona corrientes
elementales en el interior de un material ferromagnético, con direcciones
diversas, en lugar de dipolos magnéticos, como se muestra en la figura
siguiente.
2.1.7 Magnetismos terrestres y sus efectos

16. El fenómeno del magnetismo terrestre se debe a que toda la Tierra se comporta
como un gigantesco imán. Aunque no fue hasta 1600 que se señaló esta
similitud, los efectos del magnetismo terrestre se habían utilizado mucho antes
en las brújulas primitivas. El nombre dado a los polos de un imán (Norte y Sur)
se debe a esta similitud.
Un hecho a destacar es que los polos magnéticos de la Tierra no coinciden con
los polos geográficos de su eje. Las posiciones de los polos magnéticos no son
constantes y muestran ligeros cambios de un año para otro, e incluso existe una
pequeñísima variación diurna solo detectable con instrumentos especiales.
Declinación. La diferencia angular entre el Norte magnético y el Norte
geográfico, se denomina declinación.
La declinación es Este cuando el norte magnético está al este del norte
geográfico, y es Oeste cuando el norte magnético está al oeste del norte
geográfico. En España la declinación es Oeste.
La declinación varía de un lugar a otro. Dado que las variaciones no son muy
grandes, se suele asumir una misma declinación para zonas geográficas
próximas (p.ejemplo la Península Ibérica, uno o más Estados en EE.UU, etc...).
Inclinación. Dependiendo de la zona magnética del planeta en la que nos
encontremos la aguja de nuestra brújula puede llegar a inclinarse sobre una
superficie totalmente nivelada, hasta llegar a tocar el cristal protector y
bloquearse. Este efecto es consecuencia directa de la curvatura de la tierra y de
encontrarse en latitudes muy cercanas o alejadas del polo magnético.
Así pues, en latitudes cercanas al Polo Norte magnético, la aguja tenderá a
bajar, mientras que en latitudes cercanas al polo sur, la aguja tenderá a subir.
Para solucionar este problema existe un tipo de brújulas llamadas de "Tipo
Global", que lo corrigen.

17. 2.2 Electromagnetismo
2.2.1 Definicion y antecedentes
El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los
fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos
fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo
completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro
ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo
magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización
eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.
El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y
predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales o
tensoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El
electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales
intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello
campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas,
líquidas y gaseosas. Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable sólo a
un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las
dimensiones de éstas, el electromagnetismo no describe los fenómenos
atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la mecánica cuántica.
Antecedentes.
El electromagnetismo tuve su origen en el invento de la pila eléctrica realizado
por el italiano Alessandro Volta en 1800 veinte anos mas tarde se hizo por
casualidad otro importante descubirmiento,mientras el físico danes Hans
Christian Oersted impartía una clase de física sus alumnos empujo en forma
accidental una brújula que se encontraba en forma paralela.
El teléfono y el telégrafo alrededor de 1880 eran aparatos activados por baterías
y, basados en el descubrimiento de Oersted, las grandes aplicaciones a la
ingeniería de la inducción electromagnética son el motor eléctrico y el dínamo. El
mismo Henry, codescubridor de la inducción electromagnética, había construido
un motor en 1831 y diseñado juguetes primitivos. Edison inventó un generador
bipolar en 1878, un año antes de inventar el filamento de luz eléctrico. El hecho
de que hubiera un generador de potencia hizo que el uso de luz eléctrica se
difundiera rápidamente. Con el experimento de Hertz se sentaron las bases para

18. la transmisión inalámbrica de ondas de radio. Con ello tambien, aparatos como
el radio y la televisión utilizan muchos de los conocimientos que sobre
electromagnetismo se generaron en las primeras decenas del siglo XX. Hoy en
día, existe un tren capaz de viajar a una velocidad de 518 km/h utilizando la
levitación magnética, uno de los principios del magnetismo (la repulsión entre
polos iguales). La levitación permite que el tren se suspenda en aire, evitando de
esta manera la fricción con los rieles. Este aspecto del magnetismo despertó mi
interés. La mayor parte de los estudiantes, apenas tiene algunas ideas acerca
del campo magnético, a pesar de figurar en los planes de estudio del
secundario. A las dificultades del concepto de campo, se añade las pocas
experiencias relevantes que hacen en electricidad y magnetismo. Entonces
debía buscar la forma de reproducir éste fenómeno de una manera sencilla y a
su vez didáctica.
Michel Faraday físico y químico ingles demostró qué es un objeto electrizado
que se encuentra aislado,que las cargas siempre se acumulanen su superficie.
Andre Marie Ampere amplio las observaciones de Oersted, inventando la bobina
de solenoide para producir campos magnéticos. También formulando
correctamente la teoría de que los átomos de un imán se magnetizan por medio
de corrientes eléctricas muy pequeñas que circulan en ellos.
De todo esto surgió Michael Faraday demostrando que un campo magnético
cambiante podía producir una corriente eléctrica. Mientras que Oersted
encontró que la electricidad podía producir magnetismo, Faraday descubrió que
el magnetismo podía producir electricidad las investigaciones experimentales de
Faraday, posibilitaron a James Clek Maxwell, profesor de la universidad de
Cambridge, Inglaterra, establecer la interdependencia de la electricidad y el
magnetismo. En 1873 publico la primera teoría unificada de electricidad y
magnetismo. Postulo que la luz era de naturaleza electromagnética y que la
radiación electromagnética de otras longitudes de onda debía ser posible.
Aunque las ecuaciones de Maxwell son de gran importancia y, junto con
condiciones en la frontera de continuidad y otras relaciones auxiliares son la
bese del electromagnetismo moderno. Algunos científicos del tiempo de Maxwell
fueron escépticos de su teoría, y en 1888 fueron vindicadas por Heinrich Hertz,
profesor de física en Karls Ruhe, Alemania quien genero y detecto ondas de
radio de cerca de 5 metros de longitud de onda, demostró que con un
transmisor y receptor de chispa o señal, excepto por la diferencia en la longitud
de onda, la polarización, la reflexión y la refracción de las ondas de radio eran
idénticas a las de la luz. Hertz fue el padre de la radio, pero su invento
permaneció como una curiosidad de laboratorio hasta que el italiano Guglielmo
Marconi adapto el sistema de chispa de hertz para enviar mensajes a través del
espacio. Marconi al agregar la sintonización, una antena grande sistemas de
tierra, y longitudes de onda mas largas pudo enviar señales a grandes
distancias. En 1901 causo sensación al enviar señales de radio a través del
océano atlántico. Marconi fue pionero en el desarrollo de la comunicación por
radio para barcos.

19. 2.2.2 Campo magnetico producido por una corriente
El campo magnético es producido por la corriente eléctrica que circula por un
conductor; cuando la corriente eléctrica esta fluyendo se produce un campo
magnético pero cuando ésta deja de fluir desaparece el campo; al dos campos
interactuar se produce un movimiento en el objeto ya que estos despegan
fuerzas que producen el mismo. Para determinar la expresión del campo
magnético producido por una corriente se emplean dos leyes: la ley de Biot-
Savart y la ley de Ampere.
Una corriente que circula por un conductor genera un campo magnético
alrededor del mismo. La dirección y el sentido del campo magnético alrededor
de un conductor se determinan por la regla del tirabuzón.
Un campo magnético tiene dos fuentes que lo originan. Una de ellas es una
corriente eléctrica de conducción, que da lugar a un campo magnético estático.
Por otro lado una corriente de desplazamiento origina un campo magnético
variante en el tiempo, incluso aunque aquella sea estacionaria.
La relación entre el campo magnético y una corriente eléctrica está dada por la
ley de Ampere. El caso más general, que incluye a la corriente de
desplazamiento, lo da la ley de Ampere-Maxwell.

20. 2.2.3 Fuerzas sobre cargas en movimiento
Sobre una carga eléctrica en movimiento que atraviese un campo magnético
aparece una fuerza denominada Fuerza Magnética. Ésta modifica la dirección de
la velocidad, sin modificar su módulo. El sentido se calcula por la regla de la
mano derecha (índice = velocidad, mayor = campo, pulgar = fuerza, formando 90
grados entre cada uno de los tres dedos). El sentido de la fuerza es para cargas
positivas. Si las cargas son negativas el sentido es el opuesto al obtenido con la
regla de la mano derecha.
Valor de la fuerza magnética
Fm = q v B sen θ
q = Valor de la carga
v = Velocidad
B = Campo magnético
θ = Angulo entre la velocidad y el campo
2.2.4 Fuerza magnetica
2.2.5 Induccion electromagnetica y aplicaciones

21. es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos variables con el
tiempo. El descubrimiento por Faraday y Henry de este fenómeno introdujo una
cierta simetría en el mundo del electromagnetismo. Maxwell consiguió reunir en
una sola teoría los conocimientos básicos sobre la electricidad y el magnetismo.
Su teoría electromagnética predijo, antes de ser observadas experimentalmente,
la existencia de ondas electromagnéticas. Hertz comprobó su existencia e inició
para la humanidad la era de las telecomunicaciones.